Северная Торговая Компания

Украина, г.Чернигов, пр-т Мира 74/1
м/т 067-64-63-882
т/ф 0462-65-15-44
e-mail: stk-electro@yandex.ru

Явления, влияющие на качество отштампованных деталей

В процессе, именуемом как изготовление штампов, следует учитывать некоторые явления, а именно: во время штамповки листового металла иногда присутствуют следующие явления, зависящие от свойств металла и отражающиеся на качестве отштампованных деталей: появление линий течения, сезонное растрескивание и старение.

Линии течения

В состоянии двухосного растяжения в результате небольших деформаций на наружности детали появляются полосы, как следы местного утонения, размещающиеся беспорядочно («гусиные лапки»). Данные линии имеют название линий течения в отличие от линий скольжения (рис. 1) Линиям скольжения присуща конкретная форма, отвечающая данному полю напряжений. У листового металла они могут появляться при разноименных схемах напряженного состояния, при которых максимальное касательное напряжение расположено в площадках, перпендикулярных или наклоненных к поверхности листовой заготовки.

Линии теченияРисунок 1

Линии течения возникают при двухосном одноименном напряженном состоянии, при условии, что в плоскости детали все направления есть главными и площадки с наибольшим касательным напряжением помещены под углом 45° наружности заготовки. Это и придает линиям течения хаотичности, показывая разнохарактерность особенностей металла в поверхности заготовки, а не поля напряжений.

Линии течения существенно ухудшают внешний вид деталей, особенно облицовочных, это требует осуществления дополнительных работ по грунтовке. Линии течения возникают при изготовлении деталей при помощи штамповки из металлов, которые обладают площадкой текучести при испытании на растяжение. Площадка текучести отвечает увеличению пластической деформации в условиях постоянного деформирующего усилия. Степень появления линий течения напрямую зависит от величины площадки текучести.

Есть различные версии о причинах появления площадки текучести, наиболее показательной является версия скелетной сетки и версия, связанная с «облаками Коттрелла».

И одна и другая связывает появление площадки текучести с уменьшением сопротивления отдельных зерен в начале из пластикации. Из-за того, что деформация появляется первично в зернах с выгодным ориентированием плоскостей скольжения, при уменьшении сопротивления деформированию этих зерен при таком же усилии нагрузка на оставшиеся зерна увеличивается, и в пластическое положение присоединяются зерна с менее выгодным ориентированием плоскостей скольжения. Эта процедура протекает до полного перехода в пластическое состояние всех зерен детали, что означает завершение деформации на площадке текучести и начало деформирования с упрочнением, при котором для продления пластического деформирования необходимо монотонное увеличение деформирующего усилия.

Гипотеза скелетной сетки означает, что оболочки зерен имеют большое количество примесей и обладают большим сопротивлением деформированию, чем само зерно. Растрескивание этих оболочек в начале деформирования устраняет их из сопротивления деформированию самих зерен (без оболочек). Вторая гипотеза означает, что вследствие силового взаимодействия полей, вызванных дислокациями и инородными атомами (последние концентрируются вокруг дислокаций), возникает уменьшение потенциальной энергии, сконцентрированной в зернах.

Начало пластической деформации сочетается с движением дислокаций, которые должны выйти из облака инородных атомов, окружающего их. Для изъятия дислокаций из «облаков» нужны немалые усилия, что влечет за собой уменьшение деформации зерен на начальном этапе деформации.

Размер площади текучести, и как следствие и линий течения при других одинаковых условиях возрастает с уменьшением размеров зерен и увеличением скорости деформации. Тем не менее, регулировать величину линий течения изменением размеров зерен и скорости деформирования не целесообразно.

Обоснованно для ликвидации линий течения использовать до начала штамповки предварительное деформирование листового металла, которое увеличивает величину деформации большую, чем площадка текучести. Этого можно достичь холодной прокаткой с малыми обжатиями («дрессировка») или гибкой в специальных вальцах типа правильных, но с настраиваемым изгибом. Этими способами можно предостеречь заготовки от образования линий течения, но они дают лишь временное устранение площади текучести. После «дрессировки» площадка восстанавливается медленнее, чем после изгиба.

Сезонное растрескивание

Сезонное растрескивание образовывается из-за межкристаллитной коррозии, разрушается спаянность зерен и остаточных напряжений первого рода становится достаточно для разрушения ослабленного вследствие коррозии изделия. Риск растрескивания можно уменьшить снятием остаточных напряжений, которые создают разрушающие (растягивающие) силы и значительно увеличивают скорость протекания межкристаллитной коррозии.

Еще одним способом предотвращения сезонного растрескивания является покрытие поверхности защитными пленками (лаками, пластмассами), которые уменьшают контакт поверхностей с атмосферой.

Влиять на скорость межкристаллитной коррозии можно изменяя химический состав металла.

Старение

По прошествии времени прочность металла возрастает, а пластичность уменьшается. Старение обусловлено диффузионными изменениями процесса, в конечном итоге происходит накопление помех движению дислокации. В качестве таких помех выступают скопление инородных атомов вокруг дислокаций, выделение субмикроскопических объемов твердого раствора с резко повышенной концентрацией растворенного компонента и т.д.

Упрочнение, а соответственно и увеличение скопления потенциальной энергии упрощает протекание диффузионных процессов и содействует нарастанию процесса старения. Старение бывает естественное, протекающее при комнатной температуре и искусственное (термическое) – старение при нагреве. Во время холодной штамповки естественное старение может отразиться на допустимой деформации и повлечь к увеличению брака по разрывам.

У сталей скорость старения растет с увеличением в составе азота и кислорода. Известно, что азот существеннее влияет на старение, чем углерод, из-за его более высокой растворимости в феррите при комнатной температуре и значительной скорости диффузии. Присадка алюминия уменьшает предрасположенность сталей к старению вследствие того, что азот и кислород, контактируя с алюминием, создают нитриды и оксиды, которые не способны двигаться в решетке феррита.

Сбросить нам заявку совсем не затруднительно, если вам известны наши контакты: электронная почта stk-electro@yandex.ru или  телефоны м/т 067-64-63-882, 095-408-41-39, т/ф 0462-65-15-44. Полученный штамп для холодной штамповки доставим в любой конец Украины (Житомир, Киев, Херсон или др.).