La línea de producción de estampado en caliente de alta velocidad para acero (aluminio) de ultra alta resistencia
Características clave
La Línea de producción está diseñada para optimizar el proceso de fabricación de piezas automotrices mediante la aplicación de tecnología de estampado en caliente.Este proceso, conocido como estampado en caliente en Asia y endurecimiento por prensa en Europa, implica calentar el material en bruto a una temperatura específica y luego prensarlo en los moldes correspondientes utilizando tecnología de prensa hidráulica mientras se mantiene la presión para lograr la forma deseada y sufrir una transformación de fase del material metálico.La técnica de estampado en caliente se puede clasificar en métodos de estampado en caliente directo e indirecto.
Ventajas
Una de las ventajas clave de los componentes estructurales estampados en caliente es su excelente formabilidad, que permite la producción de geometrías complejas con una resistencia a la tracción excepcional.La alta resistencia de las piezas estampadas en caliente permite el uso de láminas de metal más delgadas, lo que reduce el peso de los componentes y al mismo tiempo mantiene la integridad estructural y el rendimiento en caso de choque.Otras ventajas incluyen:
Operaciones de unión reducidas:La tecnología de estampado en caliente reduce la necesidad de operaciones de soldadura o conexión de fijación, lo que resulta en una mayor eficiencia y una mayor integridad del producto.
Springback y Warpage minimizados:El proceso de estampado en caliente minimiza las deformaciones no deseadas, como la recuperación elástica y la deformación de las piezas, lo que garantiza una precisión dimensional precisa y reduce la necesidad de retrabajo adicional.
Menos defectos en las piezas:Las piezas estampadas en caliente presentan menos defectos, como grietas y fisuras, en comparación con los métodos de conformado en frío, lo que resulta en una mejor calidad del producto y una reducción de los desperdicios.
Menor tonelaje de prensa:El estampado en caliente reduce el tonelaje de prensa requerido en comparación con las técnicas de conformado en frío, lo que genera ahorros de costos y una mayor eficiencia de producción.
Personalización de propiedades de materiales:La tecnología de estampado en caliente permite la personalización de las propiedades del material en función de áreas específicas de la pieza, optimizando el rendimiento y la funcionalidad.
Mejoras microestructurales mejoradas:El estampado en caliente ofrece la capacidad de mejorar la microestructura del material, lo que da como resultado propiedades mecánicas mejoradas y una mayor durabilidad del producto.
Pasos de producción simplificados:El estampado en caliente elimina o reduce los pasos intermedios de fabricación, lo que resulta en un proceso de producción simplificado, mayor productividad y tiempos de entrega más cortos.
Aplicaciones de productos
La línea de producción de estampado en caliente de alta velocidad y acero de alta resistencia (aluminio) encuentra una amplia aplicación en la fabricación de piezas de carrocería blanca para automóviles.Esto incluye conjuntos de pilares, parachoques, vigas de puertas y conjuntos de rieles de techo utilizados en vehículos de pasajeros.Además, el uso de aleaciones avanzadas habilitadas por el estampado en caliente se explora cada vez más en industrias como la aeroespacial, la defensa y los mercados emergentes.Estas aleaciones ofrecen las ventajas de mayor resistencia y peso reducido que son difíciles de lograr mediante otros métodos de conformación.
En conclusión, la línea de producción de estampado en caliente de alta velocidad y acero de alta resistencia (aluminio) garantiza una producción precisa y eficiente de piezas de carrocería de automóviles con formas complejas.Con una conformabilidad superior, operaciones de unión reducidas, defectos minimizados y propiedades mejoradas del material, esta línea de producción ofrece numerosas ventajas.Sus aplicaciones se extienden a la fabricación de piezas de carrocería blancas para vehículos de pasajeros y ofrecen beneficios potenciales en los mercados aeroespacial, de defensa y emergentes.Invierta en la línea de producción de estampado en caliente de alta velocidad de acero (aluminio) de alta resistencia para lograr un rendimiento excepcional, productividad y ventajas de diseño liviano en la industria automotriz y afines.
¿Qué es el estampado en caliente?
El estampado en caliente, también conocido como endurecimiento por prensa en Europa y conformado por prensa en caliente en Asia, es un método de formación de materiales en el que una pieza en bruto se calienta a una temperatura determinada y luego se estampa y enfría bajo presión en el troquel correspondiente para lograr la forma deseada e inducir una transformación de fase en el material metálico.La tecnología de estampado en caliente implica calentar láminas de acero al boro (con una resistencia inicial de 500 a 700 MPa) hasta el estado de austenización, transferirlas rápidamente al troquel para el estampado a alta velocidad y templar la pieza dentro del troquel a una velocidad de enfriamiento superior a 27°. C/s, seguido de un período de mantenimiento bajo presión, para obtener componentes de acero de ultra alta resistencia con estructura martensítica uniforme.
Las ventajas del estampado en caliente.
Resistencia máxima a la tracción mejorada y capacidad de formar geometrías complejas.
Peso reducido de los componentes mediante el uso de láminas de metal más delgadas mientras se mantiene la integridad estructural y el rendimiento en caso de choque.
Disminución de la necesidad de realizar operaciones de unión como soldadura o fijación.
Parte minimizada de recuperación y deformación.
Menos defectos en las piezas, como grietas y fisuras.
Requisitos de tonelaje de prensa más bajos en comparación con el conformado en frío.
Capacidad para adaptar las propiedades del material en función de zonas de piezas específicas.
Microestructuras mejoradas para un mejor rendimiento.
Proceso de fabricación simplificado con menos pasos operativos para obtener un producto terminado.
Estas ventajas contribuyen a la eficiencia, la calidad y el rendimiento generales de los componentes estructurales estampados en caliente.
Más detalles sobre el estampado en caliente
1.Estampado en caliente frente a estampado en frío
El estampado en caliente es un proceso de conformado que se realiza después de precalentar la lámina de acero, mientras que el estampado en frío se refiere al estampado directo de la lámina de acero sin precalentamiento.
El estampado en frío tiene claras ventajas sobre el estampado en caliente.Sin embargo, también presenta algunas desventajas.Debido a las mayores tensiones inducidas por el proceso de estampado en frío en comparación con el estampado en caliente, los productos estampados en frío son más susceptibles a agrietarse y partirse.Por lo tanto, se requiere un equipo de estampado preciso para el estampado en frío.
El estampado en caliente implica calentar la lámina de acero a altas temperaturas antes de estampar y enfriar simultáneamente en la matriz.Esto conduce a una transformación completa de la microestructura del acero en martensita, lo que da como resultado una alta resistencia que oscila entre 1500 y 2000 MPa.En consecuencia, los productos estampados en caliente exhiben una mayor resistencia en comparación con sus homólogos estampados en frío.
2.Flujo del proceso de estampado en caliente
El estampado en caliente, también conocido como "endurecimiento por prensa", implica calentar una lámina de alta resistencia con una resistencia inicial de 500 a 600 MPa a temperaturas entre 880 y 950 °C.Luego, la lámina calentada se estampa y enfría rápidamente en la matriz, logrando velocidades de enfriamiento de 20-300°C/s.La transformación de austenita en martensita durante el enfriamiento mejora significativamente la resistencia del componente, permitiendo la producción de piezas estampadas con resistencias de hasta 1500 MPa. Las técnicas de estampación en caliente se pueden clasificar en dos categorías: estampación en caliente directa y estampación en caliente indirecta:
En el estampado directo en caliente, la pieza en bruto precalentada se introduce directamente en una matriz cerrada para estampar y templar.Los procesos posteriores incluyen enfriamiento, recorte de bordes y perforación (o corte por láser) y limpieza de superficies.
Fiture1: modo de procesamiento de estampado en caliente: estampado en caliente directo
En el proceso indirecto de estampado en caliente, el paso de preconformación en frío se realiza antes de ingresar a las etapas de calentamiento, estampado en caliente, recorte de bordes, perforación y limpieza de superficies.
La principal diferencia entre los procesos de estampado en caliente indirecto y directo radica en la inclusión del paso de preconformación en frío antes del calentamiento en el método indirecto.En el estampado en caliente directo, la chapa se introduce directamente en el horno de calentamiento, mientras que en el estampado en caliente indirecto, el componente preformado conformado en frío se envía al horno de calentamiento.
El flujo del proceso de estampado en caliente indirecto normalmente implica los siguientes pasos:
Conformación previa en frío--Calefacción-Estampación en caliente--Recorte de bordes y perforación-Limpieza de superficies
Fiture2: modo de procesamiento de estampado en caliente: estampado en caliente indirecto
3.El equipo principal para el estampado en caliente incluye un horno de calentamiento, una prensa de conformado en caliente y moldes de estampado en caliente.
Horno de calefacción:
El horno de calentamiento está equipado con capacidades de calentamiento y control de temperatura.Es capaz de calentar placas de alta resistencia hasta la temperatura de recristalización en un tiempo determinado, consiguiendo un estado austenítico.Debe poder adaptarse a los requisitos de producción continua automatizada a gran escala.Como la palanquilla calentada sólo puede ser manipulada por robots o brazos mecánicos, el horno requiere una carga y descarga automatizada con una alta precisión de posicionamiento.Además, al calentar placas de acero no recubiertas, se debe proporcionar protección de gas para evitar la oxidación de la superficie y la descarbonización de la palanquilla.
Prensa de conformado en caliente:
La prensa es el núcleo de la tecnología de estampado en caliente.Debe tener la capacidad de estampar y sujetar rápidamente, así como estar equipado con un sistema de enfriamiento rápido.La complejidad técnica de las prensas de conformado en caliente supera con creces la de las prensas de estampado en frío convencionales.Actualmente, sólo unas pocas empresas extranjeras dominan el diseño y la tecnología de fabricación de este tipo de prensas, y todas dependen de las importaciones, lo que las encarece.
Moldes de estampado en caliente:
Los moldes de estampación en caliente realizan etapas de conformado y enfriamiento.En la etapa de formación, una vez que la palanquilla se introduce en la cavidad del molde, el molde completa rápidamente el proceso de estampado para garantizar la finalización de la formación de la pieza antes de que el material experimente la transformación de fase martensítica.Luego, ingresa a la etapa de enfriamiento y enfriamiento, donde el calor de la pieza de trabajo dentro del molde se transfiere continuamente al molde.Los tubos de refrigeración dispuestos dentro del molde eliminan instantáneamente el calor a través del refrigerante que fluye.La transformación martensítico-austenítica comienza cuando la temperatura de la pieza desciende a 425°C.La transformación entre martensita y austenita finaliza cuando la temperatura alcanza los 280°C y la pieza se retira a 200°C.La función del soporte del molde es evitar la expansión y contracción térmica desigual durante el proceso de enfriamiento, lo que podría dar lugar a cambios significativos en la forma y las dimensiones de la pieza, provocando desechos.Además, mejora la eficiencia de la transferencia térmica entre la pieza de trabajo y el molde, promoviendo un enfriamiento y enfriamiento rápidos.
En resumen, el equipo principal para el estampado en caliente incluye un horno de calentamiento para alcanzar la temperatura deseada, una prensa de conformado en caliente para un estampado y retención rápidos con un sistema de enfriamiento rápido y moldes de estampado en caliente que realizan las etapas de conformado y enfriamiento para garantizar la formación adecuada de la pieza. y refrigeración eficiente.
La velocidad de enfriamiento no solo afecta el tiempo de producción, sino que también afecta la eficiencia de conversión entre austenita y martensita.La velocidad de enfriamiento determina qué tipo de estructura cristalina se formará y está relacionada con el efecto de endurecimiento final de la pieza de trabajo.La temperatura de enfriamiento crítica del acero al boro es de aproximadamente 30 ℃/s, y solo cuando la velocidad de enfriamiento excede la temperatura de enfriamiento crítica se puede promover en mayor medida la formación de una estructura martensítica.Cuando la velocidad de enfriamiento es menor que la velocidad de enfriamiento crítica, aparecerán estructuras no martensíticas como la bainita en la estructura de cristalización de la pieza de trabajo.Sin embargo, cuanto mayor sea la velocidad de enfriamiento, mejor, mayor será la velocidad de enfriamiento que provocará el agrietamiento de las piezas formadas, y el rango de velocidad de enfriamiento razonable debe determinarse de acuerdo con la composición del material y las condiciones del proceso de las piezas.
Dado que el diseño del tubo de enfriamiento está directamente relacionado con el tamaño de la velocidad de enfriamiento, el tubo de enfriamiento generalmente se diseña desde la perspectiva de la máxima eficiencia de transferencia de calor, por lo que la dirección del tubo de enfriamiento diseñado es más compleja y difícil. obtener mediante perforación mecánica una vez finalizada la fundición del molde.Para evitar restricciones por procesamiento mecánico, generalmente se selecciona el método de reservar canales de agua antes de la fundición en molde.
Debido a que funciona durante mucho tiempo entre 200 ℃ y 880 ~ 950 ℃ en condiciones severas alternas de frío y calor, el material del troquel de estampado en caliente debe tener buena rigidez estructural y conductividad térmica, y puede resistir la fuerte fricción térmica generada por el tocho en alta temperatura y el efecto de desgaste abrasivo de las partículas de la capa de óxido caídas.Además, el material del molde también debe tener buena resistencia a la corrosión del refrigerante para garantizar el flujo suave de la tubería de enfriamiento.
Recortar y perforar
Debido a que la resistencia de las piezas después del estampado en caliente alcanza aproximadamente 1500 MPa, si se utilizan el corte por prensa y el punzonado, los requisitos de tonelaje del equipo son mayores y el desgaste del borde de troquelado es grave.Por lo tanto, las unidades de corte por láser se utilizan a menudo para cortar bordes y agujeros.
4. Grados comunes de acero para estampado en caliente.
Rendimiento antes del estampado
Rendimiento después del estampado
En la actualidad, el grado común de acero para estampado en caliente es B1500HS.La resistencia a la tracción antes del estampado generalmente está entre 480 y 800 MPa, y después del estampado, la resistencia a la tracción puede alcanzar 1300-1700 MPa.Es decir, la resistencia a la tracción de una placa de acero de 480-800 MPa, mediante conformado por estampado en caliente, puede obtener una resistencia a la tracción de aproximadamente 1300-1700 MPa.
5.El uso de acero estampado en caliente.
La aplicación de piezas estampadas en caliente puede mejorar significativamente la seguridad contra colisiones del automóvil y lograr el peso ligero de la carrocería del automóvil en blanco.En la actualidad, la tecnología de estampado en caliente se ha aplicado a las partes blancas de la carrocería de los automóviles de pasajeros, como el automóvil, el pilar A, el pilar B, el parachoques, la viga de la puerta y el riel del techo y otras partes. Consulte la figura 3 a continuación para ver un ejemplo de piezas adecuadas para luz. -ponderación.
Figura 3: Componentes de cuerpo blanco adecuados para estampado en caliente.
Fig. 4: Línea de prensa de estampado en caliente de 1200 toneladas de maquinaria jiangdong
En la actualidad, las soluciones de la línea de producción de prensas hidráulicas de estampado en caliente de JIANGDONG MACHINERY han sido muy maduras y estables, en el campo de estampado en caliente de China pertenece al nivel líder, y como unidad de vicepresidente de la rama de maquinaria de forja de la Asociación de Máquinas Herramienta de China, así como de las unidades miembro. del Comité de Normalización de Maquinaria de Forja de China, también hemos emprendido el trabajo de investigación y aplicación del estampado en caliente nacional de acero y aluminio de súper alta velocidad, que ha desempeñado un papel muy importante en la promoción del desarrollo de la industria del estampado en caliente en China e incluso en el mundo. .
