دای کوبنده فلزی دقیق حلقه پایه سیلندر LPG، قالب پانچ

I. مقدمه فولاد با استحکام بالا به طور فزاینده ای به طور گسترده در تولید استفاده می شود و به طور قابل توجهی الزامات مقاومت در برابر سایش و استحکام در قالب های مهر زنی را افزایش می دهد. فولاد قالب SKD11، به دلیل سختی و چقرمگی عالی، ماده ترجیحی برای قالب های فولادی با استحکام بالا است. در تولید واقعی، لبه‌های برشی پانچ‌ها و قالب‌ها مستعد بریدگی هستند و مواد SKD11 مقاومت سایشی کافی ندارند. بهینه سازی ساختار لبه و تقویت فرآیند مواد SKD11 کلید حل این مشکلات و بهبود کارایی تولید است.

II. بهینه سازی ساختار لبه برش در قالب های مهر زنی فولادی با استحکام بالا

1. بهینه سازی هندسه لبه برش: تجزیه و تحلیل اجزای محدود (FEA) برای شبیه سازی فرآیند پانچ برای تعیین پارامترهای لبه برش بهینه استفاده شد. هنگام پانچ کردن فولاد با استحکام بالا، زاویه لبه برش روی 8 درجه -12 درجه، پخ روی 0.2-0.5 میلی‌متر و شعاع فیله روی 0.1-0.3 میلی‌متر تنظیم می‌شود تا نیروی پانچ را پراکنده کند، غلظت تنش موضعی را کاهش دهد، از بریدگی لبه‌های برشی جلوگیری کند، و اطمینان حاصل شود که سطح بریدگی لبه‌های برشی صاف است.

2. طراحی لبه برش کامپوزیت چند منظوره: بر اساس الزامات فرآیند مهر زنی، یک ساختار لبه برش مرکب طراحی شده است که عملکردهای برش، ترسیم و پیرایش را ادغام می کند و نیاز به مراحل متعدد فرآیند را از بین می برد و دقت پردازش و کارایی تولید را بهبود می بخشد. لبه برش کامپوزیت ساختار پلکانی را برای بهینه سازی مسیر جریان مواد، کاهش تولید سوراخ و اطمینان از اینکه تحمل ابعادی قطعات مهر شده در محدوده ± 0.02 میلی متر کنترل می شود، اتخاذ می کند.

III. فرآیند تقویت مواد SKD11

1. فرآیند عملیات حرارتی دقیق: فولاد قالب SKD11 تحت عملیات حرارتی خلاء قرار می گیرد. دمای کوئنچ در 1020-1050 درجه کنترل می شود، به مدت 2-3 ساعت نگه داشته می شود، با استفاده از خنک کننده روغن تا دمای زیر 150 درجه خنک می شود و سپس در دمای پایین 200-220 درجه به مدت 4-6 ساعت برای به دست آوردن ساختار مارتنزیتی یکنواخت با سختی HRC58-62، تعادل اکسیداسیون، سختی و سختی متوازن می شود.

2. عملیات تقویت سطح: یک فرآیند نیتریدینگ گاز در دمای 500-550 درجه به مدت 8-12 ساعت استفاده می‌شود و یک لایه نیترید به ضخامت 0.15-0.3 میلی‌متر تشکیل می‌دهد. این امر سختی سطح را تا HV800 یا بالاتر افزایش می دهد و باعث کاهش سایش لبه در حین مهر زنی می شود. برای قالب‌های با دقت بالا، یک پوشش DLC با ضخامت 0.005-0.01 میلی‌متر اعمال می‌شود تا ضریب اصطکاک بین قالب و فولاد با استحکام بالا را کاهش دهد و پایداری تولید را بهبود بخشد و از خراشیدگی جلوگیری کند.

3. فناوری خاموش کردن لیزر و ارتعاش اولتراسونیک: فناوری خاموش کردن لیزر برای تقویت موضعی لبه برش استفاده می شود. توان لیزر 1000-1500 وات و سرعت اسکن 5-10 میلی‌متر بر ثانیه است که سختی موضعی لبه برش را به HRC62-65 افزایش می‌دهد. کنترل دقیق توزیع سختی به طور قابل توجهی مقاومت در برابر سایش لبه را بهبود می بخشد. در طول ماشینکاری با کمک ارتعاش اولتراسونیک، فرکانس ارتعاش 20-40 کیلوهرتز است که استرس ماشینکاری را کاهش می دهد، زبری سطح لبه برش را بهبود می بخشد و از ترک های ماشینکاری جلوگیری می کند.