A linha de produção de estampagem a quente de alta velocidade para aço de ultra alta resistência (alumínio)
Características principais
A Linha de produção foi projetada para otimizar o processo de fabricação de peças automotivas através da aplicação de tecnologia de hot stamping.Este processo, conhecido como estampagem a quente na Ásia e endurecimento por prensagem na Europa, envolve aquecer o material em branco a uma temperatura específica e depois prensá-lo nos moldes correspondentes usando tecnologia de prensa hidráulica enquanto mantém a pressão para atingir a forma desejada e passar por uma transformação de fase do materiais metálicos.A técnica de hot stamping pode ser classificada em métodos de hot stamping diretos e indiretos.
Vantagens
Uma das principais vantagens dos componentes estruturais estampados a quente é a sua excelente conformabilidade, que permite a produção de geometrias complexas com excepcional resistência à tração.A alta resistência das peças estampadas a quente permite o uso de chapas metálicas mais finas, reduzindo o peso dos componentes e mantendo a integridade estrutural e o desempenho em caso de colisão.Outras vantagens incluem:
Operações de junção reduzidas:A tecnologia de estampagem a quente reduz a necessidade de operações de soldagem ou conexão de fixação, resultando em maior eficiência e maior integridade do produto.
Springback e Warpage minimizados:O processo de estampagem a quente minimiza deformações indesejáveis, como retorno elástico e empenamento da peça, garantindo precisão dimensional precisa e reduzindo a necessidade de retrabalho adicional.
Menos defeitos nas peças:As peças estampadas a quente apresentam menos defeitos, como rachaduras e rachaduras, em comparação com os métodos de conformação a frio, resultando em melhor qualidade do produto e redução de desperdício.
Tonelagem inferior da prensa:A estampagem a quente reduz a tonelagem necessária da prensa em comparação com as técnicas de conformação a frio, levando à economia de custos e ao aumento da eficiência da produção.
Personalização de propriedades de materiais:A tecnologia de hot stamping permite a personalização das propriedades do material com base em áreas específicas da peça, otimizando o desempenho e a funcionalidade.
Melhorias microestruturais aprimoradas:A estampagem a quente oferece a capacidade de melhorar a microestrutura do material, resultando em melhores propriedades mecânicas e maior durabilidade do produto.
Etapas de produção simplificadas:A estampagem a quente elimina ou reduz etapas intermediárias de fabricação, resultando em um processo de produção simplificado, maior produtividade e prazos de entrega mais curtos.
Aplicações de produtos
A linha de produção de estampagem a quente de alta velocidade de aço de alta resistência (alumínio) encontra ampla aplicação na fabricação de peças brancas de carroceria automotiva.Isso inclui conjuntos de pilares, pára-choques, vigas de portas e conjuntos de trilhos de teto usados em veículos de passageiros.Além disso, o uso de ligas avançadas possibilitadas pela estampagem a quente está sendo cada vez mais explorado em indústrias como aeroespacial, defesa e mercados emergentes.Estas ligas oferecem vantagens de maior resistência e peso reduzido que são difíceis de alcançar através de outros métodos de conformação.
Concluindo, a linha de produção de estampagem a quente de alta velocidade em aço de alta resistência (alumínio) garante a produção precisa e eficiente de peças de carroceria automotiva de formatos complexos.Com conformabilidade superior, operações de união reduzidas, defeitos minimizados e propriedades aprimoradas do material, esta linha de produção oferece inúmeras vantagens.Suas aplicações se estendem à fabricação de peças brancas para veículos de passageiros e oferecem benefícios potenciais nos mercados aeroespacial, de defesa e emergentes.Invista na linha de produção de estampagem a quente de alta velocidade de aço de alta resistência (alumínio) para obter excelentes vantagens de desempenho, produtividade e design leve nas indústrias automotiva e afins
O que é estampagem a quente?
A estampagem a quente, também conhecida como endurecimento por prensagem na Europa e conformação por prensagem a quente na Ásia, é um método de conformação de material onde uma peça bruta é aquecida a uma determinada temperatura e depois estampada e temperada sob pressão na matriz correspondente para atingir a forma desejada e induzir uma transformação de fase no material metálico.A tecnologia de estampagem a quente envolve o aquecimento de chapas de aço ao boro (com resistência inicial de 500-700 MPa) até o estado de austenitização, transferindo-as rapidamente para a matriz para estampagem em alta velocidade e temperando a peça dentro da matriz a uma taxa de resfriamento superior a 27°. C/s, seguido de um período de retenção sob pressão, para obter componentes de aço de ultra-alta resistência com estrutura martensítica uniforme.
As vantagens da estampagem a quente
Maior resistência à tração final e capacidade de formar geometrias complexas.
Redução do peso dos componentes usando chapas metálicas mais finas, mantendo a integridade estrutural e o desempenho em caso de colisão.
Diminuição da necessidade de operações de união como soldagem ou fixação.
Retorna e empenamento minimizados da peça.
Menos defeitos nas peças, como rachaduras e rachaduras.
Requisitos de tonelagem de prensa mais baixos em comparação com a conformação a frio.
Capacidade de personalizar propriedades de materiais com base em zonas de peças específicas.
Microestruturas aprimoradas para melhor desempenho.
Processo de fabricação simplificado com menos etapas operacionais para obter um produto acabado.
Essas vantagens contribuem para a eficiência, qualidade e desempenho geral dos componentes estruturais estampados a quente.
Mais detalhes sobre hot stamping
1. Estampagem a quente versus estampagem a frio
A estampagem a quente é um processo de conformação realizado após o pré-aquecimento da chapa de aço, enquanto a estampagem a frio refere-se à estampagem direta da chapa de aço sem pré-aquecimento.
A estampagem a frio tem vantagens claras sobre a estampagem a quente.No entanto, também apresenta algumas desvantagens.Devido às maiores tensões induzidas pelo processo de estampagem a frio em comparação com a estampagem a quente, os produtos estampados a frio são mais suscetíveis a rachaduras e rachaduras.Portanto, é necessário equipamento de estampagem preciso para estampagem a frio.
A estampagem a quente envolve o aquecimento da chapa de aço a altas temperaturas antes da estampagem e, simultaneamente, a têmpera na matriz.Isto leva a uma transformação completa da microestrutura do aço em martensita, resultando em alta resistência variando de 1.500 a 2.000 MPa.Consequentemente, os produtos estampados a quente apresentam maior resistência em comparação com os produtos estampados a frio.
2. Fluxo do processo de estampagem a quente
A estampagem a quente, também conhecida como “endurecimento por prensagem”, envolve o aquecimento de uma chapa de alta resistência com uma resistência inicial de 500-600 MPa a temperaturas entre 880 e 950°C.A chapa aquecida é então rapidamente estampada e temperada na matriz, atingindo taxas de resfriamento de 20-300°C/s.A transformação da austenita em martensita durante a têmpera aumenta significativamente a resistência do componente, permitindo a produção de peças estampadas com resistências de até 1500 MPa. As técnicas de hot stamping podem ser classificadas em duas categorias: hot stamping direto e hot stamping indireto:
Na estampagem a quente direta, a peça pré-aquecida é alimentada diretamente em uma matriz fechada para estampagem e têmpera.Os processos subsequentes incluem resfriamento, corte de bordas e perfuração (ou corte a laser) e limpeza de superfície.
Fiture1: modo de processamento de carimbo quente - carimbo quente direto
No processo de estampagem a quente indireta, a etapa de pré-moldagem a frio é realizada antes de entrar nas etapas de aquecimento, estampagem a quente, corte de bordas, perfuração e limpeza de superfície.
A principal diferença entre os processos de estampagem a quente indireta e estampagem a quente direta reside na inclusão da etapa de pré-moldagem a frio antes do aquecimento no método indireto.Na estampagem a quente direta, a chapa metálica é alimentada diretamente no forno de aquecimento, enquanto na estampagem a quente indireta, o componente pré-moldado formado a frio é enviado para o forno de aquecimento.
O fluxo do processo de hot stamping indireto normalmente envolve as seguintes etapas:
Pré-modelagem a frio - Aquecimento - Estampagem a quente - Corte de bordas e perfuração - Limpeza de superfícies
Fiture2: modo de processamento de estampagem a quente - estampagem a quente indireta
3. O equipamento principal para estampagem a quente inclui um forno de aquecimento, prensa de conformação a quente e moldes de estampagem a quente
Forno de aquecimento:
O forno de aquecimento está equipado com recursos de aquecimento e controle de temperatura.É capaz de aquecer placas de alta resistência até a temperatura de recristalização dentro de um tempo especificado, atingindo um estado austenítico.Ele precisa ser capaz de se adaptar aos requisitos de produção contínua automatizada em larga escala.Como o tarugo aquecido só pode ser manuseado por robôs ou braços mecânicos, o forno requer carga e descarga automatizada com alta precisão de posicionamento.Além disso, ao aquecer placas de aço não revestidas, deve-se fornecer proteção contra gases para evitar a oxidação da superfície e a descarbonização do tarugo.
Prensa de formação a quente:
A prensa é o núcleo da tecnologia de estampagem a quente.Ele precisa ter capacidade de estampagem e fixação rápida, além de ser equipado com um sistema de resfriamento rápido.A complexidade técnica das prensas de conformação a quente excede em muito a das prensas convencionais de estampagem a frio.Atualmente, apenas algumas empresas estrangeiras dominam a tecnologia de design e fabricação dessas prensas e todas dependem de importações, o que as torna caras.
Moldes de estampagem a quente:
Os moldes de estampagem a quente realizam as etapas de conformação e têmpera.Na fase de conformação, uma vez que o tarugo é alimentado na cavidade do molde, o molde completa rapidamente o processo de estampagem para garantir a conclusão da formação da peça antes que o material passe pela transformação da fase martensítica.Em seguida, entra na fase de têmpera e resfriamento, onde o calor da peça dentro do molde é continuamente transferido para o molde.Os tubos de resfriamento dispostos dentro do molde removem instantaneamente o calor através do fluxo do líquido refrigerante.A transformação martensítica-austenítica começa quando a temperatura da peça cai para 425°C.A transformação entre martensita e austenita termina quando a temperatura atinge 280°C, e a peça é retirada a 200°C.O papel da fixação do molde é evitar a expansão e contração térmica irregular durante o processo de têmpera, o que poderia resultar em alterações significativas na forma e nas dimensões da peça, levando ao refugo.Além disso, aumenta a eficiência da transferência térmica entre a peça e o molde, promovendo rápida têmpera e resfriamento.
Em resumo, o principal equipamento para estampagem a quente inclui um forno de aquecimento para atingir a temperatura desejada, uma prensa de conformação a quente para estampagem e fixação rápida com sistema de resfriamento rápido e moldes de estampagem a quente que realizam as etapas de conformação e têmpera para garantir a formação adequada da peça. e resfriamento eficiente.
A velocidade de resfriamento da têmpera não afeta apenas o tempo de produção, mas também afeta a eficiência de conversão entre austenita e martensita.A taxa de resfriamento determina que tipo de estrutura cristalina será formada e está relacionada ao efeito de endurecimento final da peça.A temperatura crítica de resfriamento do aço ao boro é de cerca de 30 ℃/s, e somente quando a taxa de resfriamento excede a temperatura crítica de resfriamento a formação da estrutura martensítica pode ser promovida ao máximo.Quando a taxa de resfriamento é menor que a taxa crítica de resfriamento, estruturas não martensíticas, como a bainita, aparecerão na estrutura de cristalização da peça.No entanto, quanto maior a taxa de resfriamento, melhor, maior a taxa de resfriamento levará à trinca das peças formadas, e a faixa razoável da taxa de resfriamento precisa ser determinada de acordo com a composição do material e as condições de processo das peças.
Como o projeto do tubo de resfriamento está diretamente relacionado ao tamanho da velocidade de resfriamento, o tubo de resfriamento geralmente é projetado na perspectiva da máxima eficiência de transferência de calor, portanto, a direção do tubo de resfriamento projetado é mais complexa e difícil obter por perfuração mecânica após a conclusão da fundição do molde.Para evitar a restrição do processamento mecânico, geralmente é selecionado o método de reserva dos canais de água antes da fundição do molde.
Como funciona por um longo período de 200 ℃ a 880 ~ 950 ℃ sob condições severas de frio e calor alternado, o material da matriz de estampagem a quente deve ter boa rigidez estrutural e condutividade térmica, e pode resistir ao forte atrito térmico gerado pelo tarugo em alta temperatura e o efeito de desgaste abrasivo das partículas da camada de óxido que caíram.Além disso, o material do molde também deve ter boa resistência à corrosão do líquido refrigerante para garantir o fluxo suave do tubo de resfriamento.
Aparar e perfurar
Como a resistência das peças após a estampagem a quente atinge cerca de 1500 MPa, se o corte e puncionamento por prensa forem usados, os requisitos de tonelagem do equipamento são maiores e o desgaste da borda de corte é sério.Portanto, unidades de corte a laser são frequentemente usadas para cortar bordas e furos.
4. Classes comuns de aço para estampagem a quente
Desempenho antes da estampagem
Desempenho após estampagem
Atualmente, o tipo comum de aço para estampagem a quente é B1500HS.A resistência à tração antes da estampagem está geralmente entre 480-800MPa, e após a estampagem, a resistência à tração pode atingir 1300-1700MPa.Ou seja, a resistência à tração da placa de aço de 480-800MPa, por meio da conformação por estampagem a quente, pode obter a resistência à tração de peças de cerca de 1300-1700MPa.
5. O uso de aço estampado a quente
A aplicação de peças estampadas a quente pode melhorar significativamente a segurança contra colisão do automóvel e tornar a carroceria branca mais leve.Atualmente, a tecnologia de estampagem a quente tem sido aplicada às partes brancas da carroceria de automóveis de passageiros, como o carro, o pilar A, o pilar B, o pára-choque, a viga da porta e o trilho do teto e outras peças. -ponderação.
figura 3: Componentes do corpo branco adequados para estampagem a quente
Fig. 4: Máquinas jiangdong Linha de prensa de estampagem a quente de 1200 toneladas
Atualmente, as soluções de linha de produção de prensas hidráulicas de estampagem a quente JIANGDONG MACHINERY têm sido muito maduras e estáveis, no campo de formação de estampagem a quente da China pertence ao nível de liderança, e como a unidade de vice-presidente da filial de máquinas de forjamento da Associação de Máquinas-Ferramenta da China, bem como as unidades membros do Comitê de Padronização de Máquinas de Forjamento da China, também realizamos o trabalho de pesquisa e aplicação da estampagem a quente nacional de super alta velocidade de aço e alumínio, que desempenhou um papel enorme na promoção do desenvolvimento da indústria de estampagem a quente na China e até mesmo no mundo .
