Гореща щампована стоманаPHS
Стомана за горещо щамповане (PHS),известен също като пресова закалена стомана, е усъвършенстван материал, използван в процеса на горещо щамповане. Той е специално проектиран да осигурява висока якост и отлична срива в автомобилни приложения. PHS претърпява уникален производствен процес
Първо се нагрява до висока температура, което му позволява да образува сложни форми. След това образуваната стомана се охлажда бързо, за да се създаде втвърдена конструкция с изключителна якост. Този процес на обработка на топлината повишава способността на материала да издържа на тежки въздействия, което го прави идеален за производство на критични компоненти в системите за безопасност на превозното средство.Стомана PHSпредлага на производителите на автомобили предимството да произвеждат по-леки компоненти без компромис със здравината и безопасността, което води до подобрена горивна ефективност и подобрена цялостна производителност на автомобила.
Необходимостта от стоманени плочи с висока якост за автомобилни механизми става все по-очевидна в светлината на нуждата от по-леки, по-безопасни и по-устойчиви на въздействие превозни средства. Патентът на шведската компания за горещо щамповане и неговото развитие (патент от 1977 г.) е използван на няколко остриета на инструмента. 1984 Saab Automobile е първият производител на автомобили, използвал термоформени стоманени плочи (втвърдени борни от бор) за SAAB 9000. Части с горещо оформяне се използват на каросерията за: предни фасции, а-пиларни горни и долни армировъчни панели, B-пилар Вътрешни и армировъчни панели, централния канал, предните и задните седалки, гредите на удара на вратата и задните ударни греди.
Има два начина на горещо щамповане: директни и косвени процеси на формоване.
1. Директен процес на формоване
При процеса на директно горещо щамповане полуготовите продукти се нагряват, прехвърлят в преса и впоследствие се оформят и втвърдяват в затворена форма.
2. Индиректен процес на формоване
① Предварително оформяне: Ако размерът на частта е голям и формата е сравнително сложна, процесът на косвено формиране трябва да се използва за подобряване на скоростта на преминаване на продукта. Първоначалната якост на стоманената плоча по време на предварително образуване е около 600MPa. Срязаната стоманена плоча се поставя в пресата, за да се деформира във формата на целевата част.
② Отопление: Стоманената плоча се нагрява при 927 градуса ~950 градуса за около 5 минути, което благоприятства аустенизирането на кристалната структура на стоманената плоча. При условия на аустенизиране бързо се образува оксиден филм, когато стоманата влезе в контакт с въздуха. За да се избегне повърхностното окисление и обезвъглеродяване, голям брой метални пластини са покрити със защитен слой.
③ Горещо формиране: За да избегнете охлаждане на детайла преди формоване, детайлът трябва да бъде щампован и оформен в пещта възможно най-скоро. В същото време формоването трябва да бъде завършено преди промяната на мартензитната фаза. Бързото затваряне на кутията на матрицата и процесът на формоване е ключът към успеха на горещото щамповане. След формоването детайлите се охлаждат в затворената форма, а охладителната система се основава на отстраняване на топлината с помощта на охлаждаща вода в тръбопровод. За да се избегне закаляването в частта между матрицата и приспособлението за детайла по време на процеса на формоване, обикновено се оставя празно разстояние в системата за горещо щамповане.
④ Гасене: Охлаждане под охлаждаща вода за 5~10 s. Тъй като горещият детайл е в контакт със студената матрица, горещият детайл се охлажда вътре в затворената матрица. Ако скоростта на охлаждане надвиши минималната скорост на охлаждане, която е около 27 K/s, при температура от около 400 градуса, това ще доведе до трансформация на недифузионната мартензитна организация, което в крайна сметка ще доведе до част с висока якост. Еволюцията на мартензитната организация по време на процеса на охлаждане води до якост на опън над 1500 MPa.
3. Свойства на материала
- Якост на опън: по-голяма или равна на 1500 MPa
- Граница на провлачване: 950~1250MPa
- Удължение при почивка: 5 процента
Предимства на стоманите с горещо формиране
1/Класическите автомобилни приложения за стомани с горещо формиратA- и B-стъклени превозни средства, но те също се използват заГреди на ръба на покрива, панели за подсилване на страничните стени, напречни греди на тавана и напречни греди на арматурното табло, както и ударни греди на вратите, подсилвания на предното стъкло и подови греди. Струва си да се отбележи, че тези термоформовани части сега често са проектирани с изключително сложни геометрии, където PHS стоманите идват.
2/Една и съща част може да има различни нива на якост Термоформен плесен може да бъде разделен на няколко различни процеса на втвърдяване. Например, създаването на термоформоване „мека зона“ не изисква цялата част да се втвърди. Затъмнената, немошена част от частта ще има по -ниско ниво на якост и следователно ще абсорбира висока енергия по време на удара. С по -високата си якост на опън, угасената част може да издържи по -високи сили. През последните години са направени значителни развития в областта на процесите на мека зона на PHS. Например, меката зона на долната част на B-колоната на автомобил.
3/Плочи с различна дебелина, заварени заедно Плочите с различна дебелина са друг начин за постигане на „зониране на производителността“ в термоформованите части. Студено валцуваните плочи с различна дебелина са вид студено валцувана лента с различни дебелини в секции с различна ширина. В резултат на това дебелината на лентата може да варира в различни ширини, така че да може да се уточни къде трябва да е по-дебела и къде по-тънка, в зависимост от крайните изисквания към детайла и неговото изпълнение.
Заваръчните плочи с различна дебелина могат да бъдат още по-гъвкави: можете да заварявате PHS ленти с различни дебелини заедно или дори да заварявате PHS ленти към не-PHS ленти.
4/ Стоманата за горещо щамповане Freedom се нагрява до 900 градуса и се щампова във форма, което улеснява горещото формоване на PHS стомани във форми с много сложни и дълбоко изтеглени форми. С тази свобода на дизайна, автомобилните дизайнери могат следователно да бъдат по-креативни със своите компоненти: може би те могат да използват високата якост на опън на PHS стоманите, за да проектират по-леки части; може би те могат да намалят броя на частите, т.е. да консолидират части; може би те могат да проектират „меки зони“, за да направят частите по-добри при краш тестове.
5/Превъзходна точност на завършената част Предимството на термично обработените стомани е, че имат малко или никакво пружиниране, което води до по-голяма точност на формата. С нарастващата якост на опън на днешните високоякостни стомани, идеята, че пружината вероятно ще се увеличи, е здраво вкоренена в съзнанието на мнозина.
От друга страна, ние ще разберем и ще можем да предвидим и контролираме пружинното връщане в студеноформовани автомобилни части по-добре от всякога, дори когато използваме гигапаскали.
