Uobičajeni problemi i rješenja u procesu nehrđajućeg štancanja

Tehnologija štancanja od nerđajućeg čelika se široko koristi u industrijskoj proizvodnji zbog svojih prednosti efikasnog i preciznog oblikovanja. Međutim, podložan je različitim problemima kvaliteta tokom proizvodnog procesa zbog više faktora kao što su karakteristike materijala, parametri procesa i status kalupa. Ovladavanje uzrocima i strategijama rješavanja ovih uobičajenih problema ključ je za osiguranje kvaliteta metalnih dijelova za štancanje i poboljšanje stabilnosti proizvodnje. Sljedeće će pružiti detaljan pregled tipičnih problema, uzroka i osnovnih rješenja u procesima štancanja od nehrđajućeg čelika.

Površinske ogrebotine su uobičajeni nedostatak kvalitete površine u dijelovima za štancanje od nehrđajućeg čelika, a njihov osnovni uzrok leži u relativnom kretanju između radnog komada i površine kalupa. Pod dejstvom pritiska štancanja dolazi do direktnog trenja između gredice i lokalne površine kalupa. Istovremeno, deformaciona toplota nastala tokom procesa plastične deformacije gredice će uzrokovati taloženje gredice i metalnih ostataka na površinu kalupa, što će rezultirati ogrebotinama i abrazijama na površini radnog komada, što utiče na izgled proizvoda i njegovu kasniju pogodnost za upotrebu.

Lom radnog komada je značajan problem kvaliteta u procesu štancanja nerđajućeg čelika 304, posebno kod štancanja austenitnog nerđajućeg čelika. Austenitni nerđajući čelik ima visok indeks očvršćavanja pri hladnom radu i tokom plastične deformacije prolazi kroz faznu transformaciju izazvanu martenzitnom fazom, koja je krhka i sklona pucanju. Kako se deformacija povećava, inducirani sadržaj martenzita će se također sinhrono povećavati, a stvoreno zaostalo naprezanje će također rasti, dodatno povećavajući rizik od pucanja tokom obrade. Iz perspektive karakteristika lima, ujednačenost strukture lima i učinak dubokog izvlačenja direktno utiču na verovatnoću loma. Što je struktura ujednačenija i što je bolje izvlačenje lima, manja je vjerovatnoća da će doći do loma. Osim toga, neravnomjerno naprezanje tijekom procesa štancanja lima od nehrđajućeg čelika je također važan faktor: kada se pritisak probijanja primjenjuje na ploču od nehrđajućeg čelika, otpor deformacije u smjeru okomitom na površinu ploče je najveći, a otpor deformaciji u smjeru paralelnom s površinom ploče je relativno mali. Kada otpor ometa protok lima u području prirubnice, koncentracija naprezanja u području prirubnice je sklona deformaciji, a materijali s nedovoljnom armaturom na ramenu proboja skloniji su lomovima u ovom području. Faktori kalupa se ne mogu zanemariti, kao što su mali razmaci između kalupa, neravnomjerno poravnanje konveksnih i konkavnih kalupa, nedovoljna preciznost sjedišta kalupa i vođenje kalupa, što će pogoršati habanje kalupa; Dugotrajno kontinuirano štancanje iste matrice dovodi do pregrijavanja proboja, ili postoji problem ekscentričnog opterećenja u dizajnu matrice (kao što je lateralna sila nastala u procesu probijanja koraka, ugao napada i smicanja, zbog čega se probojac naginje), što će uzrokovati ozbiljno trošenje matrice i na kraju dovesti do loma dijela. Da bi se riješio ovaj problem, performanse prilagođenog štancanja od nehrđajućeg čelika mogu se poboljšati optimizacijom procesa žarenja lima, jačanjem orijentacije ravne deformacije unutrašnjih zrna kako bi se povećala otpornost na deformacije. Istovremeno, tokom faze otklanjanja grešaka u kalupu, raspodjela pritiska može se precizno podesiti prema stanju formiranja dijela kako bi se izbjegla lokalna koncentracija naprezanja i smanjila vjerojatnost pucanja.

Odskočna deformacija je svojstvena karakteristika metalnih materijala nakon štancanja. Nehrđajući čelik, zbog svoje veće tvrdoće, ima veći odboj nakon štancanja metala u odnosu na obične metalne materijale, što može lako dovesti do odstupanja u veličini proizvoda. Osnovno rješenje ovog problema leži u ranom predviđanju faze dizajna kalupa, što zahtijeva preciznu procjenu količine odskoka na temelju karakteristika odskoka materijala od nehrđajućeg čelika, ciljanog dizajna odskočnih struktura i kompenzacije kroz modeliranje kalupa kako bi se minimizirao utjecaj odskočne deformacije na točnost dimenzija proizvoda.

Problem dovoda kalupa direktno će uticati na efikasnost i kvalitet proizvoda progresivnog štancanja, a njegovi uzroci su uglavnom koncentrisani u stanju kalupa i ulju za štancanje. Oštrina ruba kalupa, veličina modula ulaza i racionalnost zazora su ključni faktori kalupa koji određuju da li postoji prijenos materijala. Pasivacija oštrice, neodgovarajući modul ulaska ili nerazuman zazor mogu uzrokovati da se gredica ne može glatko odvojiti od kalupa nakon metalnih čeličnih otvora za štancanje, što rezultira prenošenjem materijala. Osim toga, ako se koristi ne-specijalizirano ulje za štancanje, ulje je sklono oksidaciji tokom upotrebe, što rezultira problemima kao što su geliranje i povećani viskozitet, što također može uzrokovati punjenje kalupa i utjecati na kontinuitet proizvodnje.

Racionalnost odabira materijala za konveksne i konkavne kalupe direktno utječe na vijek trajanja kalupa i kvalitet malih dijelova za štancanje od nehrđajućeg čelika po mjeri. Nerđajući čelik ima visoku tvrdoću, a habanje i habanje rezne ivice kalupa je relativno veće tokom procesa štancanja. Ako materijal konveksnih i konkavnih kalupa nije pravilno odabran, mogu se pojaviti problemi poput brzog trošenja i lomljenja rezne ivice, što ne samo da povećava troškove održavanja kalupa, već utiče i na točnost i konzistentnost proizvoda. Stoga, prilikom odabira materijala za konveksne i konkavne kalupe, potrebno je uskladiti materijale kalupa s odgovarajućom otpornošću na habanje i čvrstoćom prema specifičnoj tvrdoći obrađenog materijala od nehrđajućeg čelika, kako bi se osiguralo da je kalup prikladan za oštre radne uvjete tvorničkog štancanja od nehrđajućeg čelika.