Ознайомлення з технологічним процесом штампування смуг із нержавіючої сталі

Штампування смуги з нержавіючої сталі — це процес обробки матеріалів у вигляді смуг з нержавіючої сталі методом штампування для отримання компонентів або напівфабрикатів певної форми та розмірів.

Штамповані смуги з нержавіючої сталі

Смуги з нержавіючої сталі мають високу міцність, стійкість до корозії, добру пластичність і гладку поверхню. У поєднанні з високою ефективністю та точністю процесу штампування вони широко використовуються в електроніці, автомобільній промисловості, побутовій техніці, медичному обладнанні, металообробці та інших галузях.

Технологічний процес штампування смуг з нержавіючої сталі полягає у перетворенні сталевих смуг на компоненти з певною формою, розмірами та властивостями за допомогою серії послідовних штампувальних операцій. Увесь процес має бути узгоджений із властивостями матеріалу, конструкцією прес-форми та параметрами обладнання для забезпечення ефективного та високоточного виробництва.

I. Підготовчий етап

Вибір матеріалу та перевірка

Виберіть марку стрічки з нержавіючої сталі (наприклад, 304, 316, 430 тощо) на основі продукт вимог (наприклад, стійкість до корозії, міцність, формовність штампуванням), а також визначте товщину стрічки (зазвичай 0,02–3 мм), ширину та стан поверхні (наприклад, дзеркальна, матова, стан після холодного перекатування).

Проведіть приймальну перевірку смуг з нержавіючої сталі: перевірте допуски за товщиною (які повинні відповідати вимогам ±0,01–±0,1 мм), дефекти поверхні (подряпини, окалина, масляні плями) та механічні властивості (твердість, подовження, щоб забезпечити відповідність вимогам пластичності при штампуванні).

Конструювання виробу та форми

Розробіть план технологічного процесу штампування на основі креслень деталей, визначте поєднання операцій (наприклад, одинарне штампування або безперервне штампування) та складіть схему розташування (оптимізуйте коефіцієнт використання матеріалу та зменшіть відходи).

Спроектуйте спеціальні штампувальні інструменти

Прості деталі (наприклад, прокладки та пробиті частини) можуть використовувати однопроцесні матриці (матриці для вирубки, пробивні матриці).

Складні деталі (наприклад, пористі, вигнуті та витягнуті частини) потребують поступових матриць (неперервних матриць), щоб інтегрувати кілька процесів в один комплект матриць, забезпечуючи безперервне автоматизоване виробництво.

Вибір матеріалу для матриці: з огляду на високу твердість і зносостійкість нержавіючої сталі, для різальних кромок матриць зазвичай використовують Cr12MoV та швидкорізальну сталь (наприклад, W6Mo5Cr4V2), а також проводять загартування (твердість HRC58-62) для подовження терміну експлуатації.

Налагодження обладнання

Підбір відповідного преса залежно від товщини смуги та процесу штампування (наприклад, вирубки, витяжки): для дрібних деталей використовують стільниковий прес або високошвидкісний прецизійний прес (швидкість 50–500 разів на хвилину), а для великих деталей — чотиристовповий гідравлічний прес або механічний прес.

Налаштуйте параметри пробивного преса: хід повзунка, швидкість штампування та висоту замикання, щоб забезпечити їх відповідність матриці й уникнути пошкодження матриці або деформації деталей через надмірну силу удару.

II. Етап обробки штампування осердя

Залежно від складності деталей процеси штампування можна поділити на одностадійне штампування (придатне для простих деталей) та безперервне штампування (придатне для складних деталей і масового виробництва). Основні процеси такі:

1. Розгортання та вирівнювання

Розгортання: змотана стрічка з нержавіючої сталі розгортатиметься за допомогою розгортального пристрою й разом із механізмом подачі (наприклад, роликовим або сервоприводним) безперервно та рівномірно подається в штамп. Точність подачі контролюється в межах ±0,05 мм (щоб забезпечити узгодженість розмірів деталей).

Вирівнювання: якщо смуговий матеріал вигнутий або деформований, внутрішні напруження слід зняти за допомогою вирівнювальної машини (багатороликового вирівнювання), щоб забезпечити рівність смугового матеріалу та запобігти відхиленням розмірів деталей або заклинюванню штампу через деформацію матеріалу під час штампування.

2. Основний процес штампування

Вирубка/зрізання: смугу із нержавіючої сталі пробивають або розрізають краєм штампу, щоб отримати початкову заготовку деталі (наприклад, круглі або квадратні листові матеріали). Ріжучий край має бути гострим, щоб уникнути утворення заусенців (висота заусенців має бути ≤0,03 мм, інакше це вплине на подальшу збірку).

Пробивання/обрізка: пробивають необхідні отвори (круглі або неправильної форми) у смузі або заготовці або видаляють зайвий матеріал по краю, щоб забезпечити точність положення отворів (допуск розташування ±0,02 до ±0,1 мм) та гладкі краї.

3. Формувальний процес штампування

Гнучка: смуга згинається під певним кутом (наприклад, 90°, U-подібний, Z-подібний) за допомогою гнучкового штампа. З огляду на властивості пружного повернення нержавіючої сталі (особливо аустенітної нержавіючої сталі, яка має вищий ступінь пружного повернення), потрібна компенсація штампа (наприклад, проектування надмірного кута згину), щоб забезпечити відповідність розмірів після згинання вимогам.

Витяжка: підходить для тривимірних деталей (наприклад, у формі склянки та циліндричних). За допомогою штампа витяжки смуга протягується до потрібної глибини. Потрібно контролювати коефіцієнт витяжки (співвідношення зменшення діаметра при кожній витяжці), щоб уникнути розриву матеріалу через надмірну витяжку (аустенітна нержавіюча сталь має найкращі характеристики витяжки і може бути піддана багаторазовій витяжці).

Фланцювання/пресування ребер: краї деталей загинаються (наприклад, круглі отвори фланцюються у фланці), або пресуються підсилювальні ребра (для підвищення жорсткості деталей). Під час фланцювання необхідно забезпечити відсутність зморшок на краях та однакову глибину пресування ребер.

4. Точна обробка (за бажанням)

Для деталей із високими вимогами до точності (наприклад, електронні конектори) необхідна вторинна обробка, яка включає тонке пробивання (для поліпшення якості поверхні при пробиванні), формування (для коригування відхилень розмірів після гнуття чи витягування) та видалення заусенців (зняття крайових заусенців шляхом шліфування, електролізу або лазера).

ІІІ. Етап подальшої обробки

Очищення та видалення жиру

Мастильно-охолоджувальні олії, що використовуються під час процесу штампування, необхідно видалити за допомогою очищення. Поширені методи очищення включають:

Очищення розчинниками (наприклад, спирт, спеціальні засоби для очищення): підходить для малих деталей;

Ультразвукова очистка: підходить для деталей із складною структурою, забезпечує повне видалення масляних забруднень із тріщин і отворів.

Обробка поверхні

Виберіть процес обробки поверхні залежно від вимог до продукту

Пасивація: шляхом обробки розчином азотної кислоти або хромату на поверхні нержавіючої сталі утворюється оксидна плівка, що підвищує її стійкість до корозії (особливо для аустенітних нержавіючих сталей, таких як 304 та 316).

Полірування: покращує гладкість поверхні (наприклад, дзеркальний ефект), використовується для декоративних деталей або деталей, що контактують із харчовими продуктами.

Гальванопокриття: наприклад, нанесення нікелю або хрому, для підвищення твердості поверхні або зміни зовнішнього вигляду (використовується рідше для нержавіючої сталі, оскільки вона вже має високу стійкість до корозії).

Перевірка та упаковка

Контроль: розміри, допуски форми та якість поверхні деталей перевіряються за допомогою вимірювальних інструментів (штангенциркулі, мікрометри), оптичних вимірювальних приладів тощо, а невідповідні продукти відбраковуються.

Упаковка: Виберіть метод упаковки (наприклад, блистерні коробки, лотки) залежно від характеристик деталей, щоб запобігти подряпинам або деформації через стискання під час транспортування.

IV. Характеристики процесу та ключові контрольні параметри

Висока ефективність і безперервність: Шляхом використання поступальних матриць і автоматизованих систем подачі можна досягти безперервного виробництва. Добовий випуск однієї виробничої лінії може сягати від десятків тисяч до сотень тисяч штук, що робить цей метод придатним для масового виробництва стандартизованих деталей.

Критичні контрольні точки

Точність прес-форми: Безпосередньо впливає на розмірний допуск деталей. Потрібне регулярне обслуговування різального краю, щоб запобігти зносу, який може призвести до відхилення розмірів.

Ефект мастила: Штампувальне масло має бути узгодженим із матеріалом із нержавіючої сталі та технологічним процесом (наприклад, масло з високою в'язкістю та екстремальним тиском для витягування), щоб запобігти подряпинам матеріалу або перегріву прес-форми.

Контроль пружного повернення: шляхом оптимізації параметрів процесу (таких як швидкість штампування та температура) або компенсації матриці зменшуються відхилення форми утворених деталей.