Īsumā:Pareiza temperamenta izvēleauksti velmēta nerūsējošā tērauda sloksneir viens no ietekmīgākajiem materiāla lēmumiem precīzajā štancēšanā. Šajā rokasgrāmatā tiek salīdzināti 1/4H (ceturtdaļas cietības), 1/2H (puscietības) un pilnībā cietie (FH) tērauda veidi piecos pielietojumam orientētos aspektos — formējamība, atsperīgums, malu kvalitāte, noguruma izturība un izmaksas —, izmantojot stiepes datus, lieces testu rezultātus no mūsu rūpnīcas Ningbo Stainless Steel un atsauksmes no štancēšanas darbnīcām autobūves, savienotāju un atsperu nozarēs.

Kāpēc cietības rūdījums ir pirmais precīzijas sloksnes specifikācijas parametrs

Manā 15 gadu tehniskās vadības pieredzē uzņēmumā Ningbo Stainless Steel Co., Ltd. visbiežāk sastopamā sūdzība par kvalitāti nav saistīta ar tērauda markas sastāvu, bet gan ar cietību. Kā piegādātājs...auksti velmēti nerūsējošā tērauda izstrādājumiEs katru nedēļu pārskatām ar rūdīšanu saistītās kvalitātes problēmas. Štancēšanas darbnīca pasūta “304 nerūsējošā tērauda sloksni”, bet nenorāda rūdīšanas pakāpi. Rūpnīca piegādā atkvēlinātu (mīkstu) materiālu. Štancēšanas matricas rada atgrūdumus. Liekšanas darbība rada nepieņemamu atsperi. Detaļas neatbilst kvalitātes kontrolei. Vainojams ir materiāla piegādātājs, bet galvenais iemesls ir trūkstoša rūdīšanas specifikācija iepirkuma dokumentā.

Aukstā velmējuma nerūsējošā tērauda sloksnes ir pieejamas ASTM A240 un JIS G4305 standartos noteiktajās rūdīšanas pakāpēs, kuru cietība svārstās no mīksti atkvēlinātas (parasti 80–90 HRB vai 150–180 HV) līdz pilnīgi cietai (parasti 30–38 HRC vai 350–400 HV). Rūdīšana tiek panākta, kontrolējot aukstās velmēšanas samazinājuma procentuālo daļu un galīgo atkvēlināšanas ciklu. Precīzas štancēšanas pielietojumos trīs visbiežāk norādītās rūdīšanas pakāpes ir 1/4H, 1/2H un pilnīgi cieta (FH). Katra no tām ieņem noteiktu pozīciju formējamības un izturības līknē, un nepareizas pakāpes izvēle rada izmaksas noraidītu detaļu, instrumentu nodiluma vai pārmērīgu materiālu izmaksu veidā.

Šajā rokasgrāmatā ir aprakstīta atlases loģika, ko izmantoju, konsultējot iepirkumu inženierus. Tā ir strukturēta ap piecām dimensijām, kas tieši saistītas ar ražošanas rezultātu apzīmogošanu.

Cietības diapazona un mehānisko īpašību salīdzinājums

Zemāk esošajā tabulā ir apkopotas 304 nerūsējošā tērauda sloksnes tipiskās mehāniskās īpašības katrā temperatūrā, pamatojoties uz ASTM A240 robežvērtībām un mūsu ražošanas līniju iekšējām stiepes pārbaudēm:

Fundamentālā kompromisa būtība ir redzama visās trīs kolonnās: palielinoties cietībai, stiepes robeža un tecēšanas robeža palielinās, bet pagarinājums — un līdz ar to veidojamība — strauji samazinās. Pareizas atlaidināšanas izvēle nozīmē atrast punktu šajā līknē, kur detaļas formēšanas prasības tiek izpildītas, nemaksājot par nevajadzīgu izturību vai neciešot no nepietiekamas veidojamības. MūsuPiedāvātie nerūsējošā tērauda sloksnes izstrādājumiaptver pilnu cietības spektru no atkvēlināta līdz FH, un es regulāri iesaku pircējiem pārbaudīt spoles paraugu savā ražošanas līnijā, pirms apņemties ražot vairumtirdzniecībā.

1. pielietojuma dimensija: formējamība — dziļā vilkšana, liekšana un atlokošana

Veidojamības prasība ir visierobežojošākais parametrs rūdījuma izvēlē. Ja štancēšanas operācija ietver dziļo vilkšanu (vilkšanas koeficients > 1,8), sarežģītu daudzpakāpju formēšanu vai šaura rādiusa līkumus, kas ir mazāki par 1,5 × materiāla biezumu, rūdījuma izvēle tiek piespiesta cietības skalas apakšējā galā.

1/4H — Vēlams mērenai formēšanai.Ar 25–40 % pagarinājumu un spēju saliekties par 180° plakaniski pret sevi bez plaisāšanas (0 t liekuma rādiuss), 1/4H ir noklusējuma izvēle štancētām detaļām, kurās apvieno formēšanu ar izturības prasībām. Tipiski pielietojumi ietver: automobiļu kronšteinu komponentus ar vairākām lieces pakāpēm, elektrisko korpusu paneļus ar atloku malām un ierīču apdares detaļas, kurām pēc formēšanas nepieciešams gluds izskats.

1/2H — Piemērots sekla formēšanai ar lielāku izturību.10–20 % pagarinājums ļauj veikt 90° līkumus ar 1 t rādiusu un mērenu atloka veidošanos. Augstāka tecēšanas robeža nozīmē, ka veidotā detaļa labāk saglabā savu formu pēc izmešanas no matricas. Bieži izmantotie pielietojumi: atsperu skavas, savienotāju kontaktu spailes un akumulatoru kontaktu sloksnes, kur mērenai līkumam seko elastīgā funkcija.

Pilnībā ciets — nav formējams; izmanto plakanu sagatavju un perforācijas operācijām.Ja pagarinājums ir mazāks par 6%, FH materiālu nevar saliekt vai stiept, neradot plaisas. Tas ir paredzēts detaļām, kuras ražo tikai ar caurumošanu, izgriešanu vai bīdīšanu — bez formēšanas soļa. Piemēri: zāģa asmeņu sagataves, skrāpju asmeņi, starplikas un plakanie atsperu elementi, kas veidoti, štancējot no plakanas sloksnes bez sekojošas locīšanas.

No iepirkumu viedokļa, ja jūsu detaļas rasējumā ir iekļauts liekuma rādiuss, kas mazāks par 3 t, Full Hard nav risinājums. Ja tajā ir iekļauti liekumi 1,5 t vai mazākā apjomā, droša izvēle ir 1/4H. Tikai tad, ja liekumi ir 2 t vai lielāki un detaļai ir nepieciešama nestspējas stingrība, jāapsver 1/2H. Rūpnieciskie sloksnes piegādātāji, piemēram,specializētas precīzijas lentu frēzēšanas iekārtassavā tehniskajā dokumentācijā piedāvā tādu pašu rūdījuma izvēles loģiku, apstiprinot, ka 1/4H ir visplašāk ieteicamais sākumpunkts pircējiem, kas pirmo reizi iegādājas precīzās štancēšanas materiālu.

2. pielietojuma dimensija: atsperes kompensācija un dimensiju stabilitāte

Atspere ir materiāla elastīgā atjaunošanās pēc štancēšanas slodzes atbrīvošanas. Augstākas cietības atlaidumiem ir augstāka tecēšanas robeža, kas nozīmē lielāku atspereju un lielāku kompensāciju, kas nepieciešama presformas konstrukcijā.

Mūsu ražošanas komanda veica kontrolētu atsperes testu, izmantojot 0,5 mm biezu 304 tērauda sloksni trīs temperatūrās, kas bija saliekta 90° leņķī V veida veidnē ar 2 mm perforācijas rādiusu:

Precīzai štancēšanai, kur izmēru pielaide ir ±0,1 mm virs veidotā elementa, 1/4H materiāls var sasniegt mērķi bez sekundārām darbībām. 1/2H materiālam ir nepieciešama vai nu pārlieku liela liekuma kompensācija matricā, vai kalšanas posms gājiena apakšā.Nerūsējošā tērauda slokšņu iepirkuma tehniskās rokasgrāmatasPirms rūdīšanas specifikācijas galīgās noteikšanas ieteicams pārbaudīt atsperes uzvedību uz faktiskajiem ražošanas instrumentiem, jo ​​gan presformas ģeometrija, gan eļļošana ietekmē atsperes lielumu neatkarīgi no materiāla cietības. Pilnībā ciets materiāls ir praktiski nelietojams nevienai saliektai detaļai precīzās štancēšanas procesā — atspere ir pārāk liela un pārāk mainīga, lai nodrošinātu konsekventu izmēru kontroli.

Es ieteiktu iepirkumu inženieriem paziņot presformas projektētājam atsperes prasību pirms atlaidināšanas specifikācijas pabeigšanas. Ja presforma jau ir izgatavota konkrētai atlaidināšanai un jūs mēģināt to aizstāt ar cietāku materiālu, detaļas pastāvīgi neizturēs izmēru pārbaudi atsperes dēļ.

3. pielietojuma dimensija: malu kvalitāte pēc perforācijas un blīvēšanas

Štancēšanas rezultātā iegūtās bīdes malas kvalitāti — proti, tīrās bīdes zonas attiecību pret lūzuma zonu uz perforētās malas — tieši ietekmē materiāla cietība. Mūsu testa rezultāti ar 1,0 mm 304 sloksni dažādās temperatūrās parāda skaidru modeli:

• 1/4H:Tīrās bīdes zona = 55–60 % no materiāla biezuma. Mīkstāks materiāls pirms lūzuma deformējas vairāk, radot lielāku pulēšanas zonu un mazāku presformas velmējumu. Tomēr malu raustīšanās ir nedaudz izteiktāka materiāla plastiskuma dēļ.
• 1/2H:Tīrās bīdes zona = 45–50 %. Augstāka cietība samazina plastiskās deformācijas zonu, nodrošinot tīrāku lūzuma virsmu, bet lielāku veidnes velmējumu ieejas pusē. Asas veidnes atskaldņa augstums parasti ir 0,02–0,05 mm.
• Pilnībā ciets:Tīrās bīdes zona = 30–40 %. Materiāls lūzt agrāk perforatora gājienā, radot pārsvarā lūzušu malas virsmu ar minimālu pulēšanas zonu. Atgriezuma augstums ir viszemākais (0,01–0,03 mm), bet arī malas taisnums ir visvājākais.

Lietojumiem, kuros malu kvalitātei ir kosmētiska nozīme, piemēram, redzamām apdares sloksnēm vai dekoratīviem paneļiem, 1/4H vai 1/2H nodrošina labāku virsmas izskatu. Funkcionālām detaļām, kurās sagataves formas izmēru precizitāte ir kritiski svarīga un malu izskats ir sekundārs, cietāka rūdīšana nodrošina tīrāku bīdi un mazāku izsmērēšanos.

4. pielietojuma dimensija: cikliski noslogotu štancētu detaļu noguruma ilgums

Štancētām detaļām, kas tiek pakļautas atkārtotai slodzei — atsperēm, skavām, kontakta pirkstiem un aizbīdņu komponentiem —, nepieciešama īpaša uzmanība izturības izvēlei. Mūsu iekšējā noguruma pārbaude (ASTM E466, R = 0,1, 10 Hz) ar 304 štancētiem konsoles siju paraugiem uzrādīja atšķirīgus noguruma veiktspējas profilus:

• 1/4H:Noguruma robeža pie 10⁷ cikliem = 220 MPa. Elastības un vidējas stiprības kombinācija nodrošina labu izturību pret plaisu rašanos. Tomēr mīkstāks materiāls apstrādes laikā ir vairāk pakļauts virsmas bojājumiem, kas var izraisīt noguruma plaisas.
• 1/2H:Noguruma robeža pie 10⁷ cikliem = 290 MPa. Augstāka stiprības un svara attiecība padara 1/2H par labāko izvēli štancētām detaļām, kas pakļautas noguruma slodzei. Izturības robeža ir aptuveni 38% no stiepes izturības, kas atbilst standarta nerūsējošā tērauda noguruma uzvedībai.
• Pilnībā ciets:Noguruma robeža pie 10⁷ cikliem = 200 MPa (dominē virsmas plaisas). Neskatoties uz augstāko stiepes izturību, FH materiālam ir zemāka noguruma izturība, jo virsmas defekti, tostarp spiedes bīdes mala, darbojas kā plaisu veidošanās vietas. Arī lūzuma izturība šajā cietības līmenī ir samazināta.

Praktisks secinājums: atsperēm un skavām, kas tiek statistiski noslogotas (tūkstošiem ciklu), 1/2H nodrošina vislabāko noguruma izturību. Detaļām, kas ir kritiski svarīgas drošībai un tiek pakļautas miljoniem ciklu, apsveriet, vai detaļu var projektēt ar 1/4H izturību un lielāku šķērsgriezumu, jo augstākas stiepes izturības noguruma priekšrocības neitralizē samazināta defektu tolerance.

5. pielietojuma dimensija: izmaksu un piegādes ķēdes praktiskums

Izmaksu atšķirība starp dažādiem rūdīšanas veidiem galvenokārt nav saistīta ar pašu materiālu — pamattērauda izmaksas noteiktai klasei ir vienādas. Izmaksu atšķirība rodas no ražošanas apjoma un piegādes pieejamības:

• 1/4Hir visplašāk noliktavā esošais rūdījums starp nerūsējošā tērauda slokšņu izplatītājiem. Izpildes laiks no mūsu noliktavas parasti ir 1–3 darba dienas. Tā kā 1/4H ir mazākas reducēšanas process, velmētavas caurlaidspēja ir lielāka, un ražošanas izmaksas par tonnu ir aptuveni par 5–8 % zemākas nekā FH.
• 1/2Hir salīdzināms ar 1/4H pieejamību noliktavā lielākajos tirgos. Cenas piemaksa ir minimāla — parasti 2–3% salīdzinājumā ar 1/4H stingrāku procesa kontroles prasību dēļ.
• Pilnībā ciets (FH)prasa rūpīgu velmēšanas grafiku, jo augstā aukstā reducēšana (50%+) velmēšanas laikā rada ievērojamu siltumu un prasa biežākas atkvēlināšanas kārtas starpposma mīkstināšanai. Izpildes laiks parasti ir 10–15 darba dienas, ja vien prece nav noliktavā. Cenas piemaksa ir 10–15% virs 1/4H par līdzvērtīgu virsmas apdari.

Pirmreizējiem pircējiem, kas novērtē precīzās štancēšanas materiālus, iesaku sākt ar 1/2H kā bāzes līniju un pāriet uz 1/4H tikai tad, ja formēšanas darbībai ir nepieciešama papildu elastība, vai uz FH tikai tad, ja detaļa ir plakana sagatave, kurai nepieciešama maksimāla cietība. Tas samazina piegādes risku un uztur materiālu izmaksas efektīvajā rūdīšanas diapazona viduspunktā.

Praktisks specifikācijas piemērs: Kā RFQ uzrakstīt pagaidu klauzulu

Lai nodrošinātu, ka piegādātājs piegādā tieši tādu temperatūru, kādu pieprasa, iepirkuma dokumentā iekļaujiet šādu specifikāciju:

Materiāla specifikācija:304 nerūsējošā tērauda sloksne, auksti velmēta
Standarts:ASTM A240 / A240M
Temperaments:1/2H (pusciets), saskaņā ar ASTM A240 2. tabulu
Cietības diapazons:96–104 HRB vai līdzvērtīgs 210–260 HV
Stiepes izturība:620–780 MPa (pārbaudīts saskaņā ar ASTM A370)
Biezums:0,80 mm ± 0,03 mm
Platums:200 mm ± 0,5 mm (spraugas mala)
Malu stāvoklis:Sprauga, bez atzarojumiem, maks. atzarojums 0,03 mm
Virsmas apdare:2B (frēzēta apdare, abas puses)
Sertifikācija:MTR saskaņā ar EN 10204 3.1. tipu, ieskaitot cietības un stiepes vērtības
Testēšana:Katras spoles cietības pārbaude — 3 mērījumi katrai spolei, vidējās vērtības un diapazona ziņojums

Es ieteiktu pievienot šo specifikāciju katram cenu piedāvājuma pieprasījumam (RFQ), pat atkārtotiem pasūtījumiem. Trīs papildu rindu iekļaušanas pirkuma pasūtījumā izmaksas ir nulle. Nepareizas temperatūras saņemšanas izmaksas — līnijas apturēšana, matricas regulēšana, materiāla atgriešana — regulāri pārsniedz paša materiāla vērtību.

Lēmumu matrica: pareizās temperatūras izvēle jūsu lietojumam

Secinājums

Izvēle starp 1/4H, 1/2H un pilnībā cietu auksti velmētu nerūsējošā tērauda sloksni precīzai štancēšanai ir daudzdimensionāls inženiertehnisks lēmums, ko nevar reducēt uz "cietāks, jo labāks" vai "mīkstāks, jo drošāks". Izvērtējot pielietojumu piecās dimensijās — formējamība, atsperes kontrole, malu kvalitāte, noguruma izturība un piegādes izmaksas —, iepirkumu komandas var pārliecinoši noteikt pareizo rūdījumu.Ningbo nerūsējošais tērauds, mēs nodrošinām pilnīgu rūdīšanas izsekojamību, dzirnavu testēšanas pārskatus un cietības pārbaudi pirms nosūtīšanas katramauksti velmēta nerūsējošā tērauda sloksnepasūtījumiem, sākot no 1 tonnas paraugu partijām līdz 100 tonnu ražošanas apjomiem. Iesaku savā cenu piedāvājumā (RFQ) skaidri iekļaut rūdīšanas specifikāciju un pieprasīt cietības sertifikātu ar atsauci uz ASTM A240 vai JIS G4305 — tas ir labākais veids, kā pārliecināties, ka piegādātais materiāls atbilst norādītajam materiālam.

Bieži uzdotie jautājumi

Kāda ir atšķirība starp 1/4H, 1/2H un pilnībā cieto nerūsējošā tērauda sloksni?

Šīs ir rūdījuma pakāpes, ko nosaka aukstās redukcijas procentuālā daļa velmēšanas laikā. 1/4H (~11% samazinājums) nodrošina vislabāko formējamību ar HRB 88–96. 1/2H (~21% samazinājums) līdzsvaro izturību un mērenu formējamību ar HRB 96–104. Pilnībā ciets (~50% samazinājums) nodrošina maksimālo cietību ar HRC 30–38, bet to nevar formēt — to izmanto tikai plakanām sagatavēm.

Vai pilnībā cietu nerūsējošā tērauda sloksni var saliekt?

Pilnībā cietam materiālam ir pagarinājums zem 6%, kas nozīmē, ka tas plaisās jebkurā lieces rādiusā, kas ir 3–5 reizes lielāks par materiāla biezumu. Precīzas štancēšanas detaļām, kurām nepieciešama locīšana, piemērotākā izvēle ir 1/4H vai 1/2H. Pilnībā cietais materiāls jānorāda tikai plakanas sagataves vai štancēšanas operācijām.

Kura temperatūra ir vislabākā štancētām atsperspapīru skavām un kontaktu spailēm?

1/2H (puscietais) nodrošina vislabāko tecēšanas robežas, atsperes konsistences un noguruma izturības kombināciju atsperu pielietojumiem. Mūsu noguruma testi liecina, ka 1/2H noguruma robeža ir aptuveni 290 MPa pie 10⁷ cikliem — augstākā no trim cikliski noslogotu štancētu detaļu temperatūras pakāpēm.

Kā pārbaudīt saņemtās nerūsējošā tērauda sloksnes temperatūru?

Izmantojiet pārnēsājamu Rokvela cietības testeri (HRB skala 1/4H un 1/2H, HRC skala FH) uz notīrītas, līdzenas sloksnes virsmas. Alternatīvi, precīzākus rādījumus var iegūt, veicot Vikersa mikrocietības testu šķērsgriezumā. Pieprasiet rūpnīcas testa sertifikātu, kurā norādīts rūdīšanas apzīmējums — ASTM A240 pieprasa, lai piegādātājs ziņotu par cietību katram rūdīšanas veidam.

Vai rūdījums ietekmē 304 nerūsējošā tērauda sloksnes izturību pret koroziju?

Nē — ķīmiskais sastāvs (18 % Cr, 8 % Ni) nemainās atkarībā no rūdījuma. Tomēr virsmas stāvoklis var atšķirties: cietākiem rūdījumiem velmēšanas procesa rezultātā var būt nedaudz pasivētāka virsma, taču korozijas izturība ekspluatācijas laikā ir identiska visām rūdīšanas pakāpēm ar noteiktu virsmas apdari (2B, Nr. 4 vai BA).

Kāds ir minimālais pasūtījuma daudzums pielāgotām temperēšanas sloksnēm?

1/4H un 1/2H tipa tērauda loksnēm ar parastajiem platumiem (50–600 mm) minimālais pieļaujamais daudzums parasti ir 1 metriskā tonna uz vienu izmēru. Pilnībā cietajiem tērauda loksnēm minimālais pieļaujamais daudzums var būt lielāks (3–5 tonnas) rūpnīcas plānošanas prasību dēļ. Lielākā daļa izplatītāju uzglabā standarta tipa tērauda loksnes un var piegādāt mazākus daudzumus ar cenas korekciju par kilogramu.

Autors Čena kungs — Ningbo Stainless Steel Co., Ltd. tehniskais direktors. Specializējas nerūsējošā tērauda materiālu izvēlē, aukstās velmēšanas pielietojumos un rūpnieciskās piegādes risinājumos. Sazinieties ar mums:Instagram | Facebook