Giới thiệu quy trình công nghệ gia công dập dải thép không gỉ

Dải thép không gỉ dập là quá trình gia công vật liệu dải thép không gỉ bằng công nghệ dập để tạo ra các chi tiết hoặc sản phẩm bán thành phẩm có hình dạng và kích thước cụ thể.

Dải thép không gỉ đã qua dập

Dải thép không gỉ có đặc tính độ bền cao, chống ăn mòn, độ dẻo tốt và bề mặt nhẵn mịn. Khi kết hợp với quá trình dập có hiệu suất cao và độ chính xác cao, chúng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điện tử, ô tô, thiết bị gia dụng, thiết bị y tế, đồ kim khí và các ngành khác.

Quy trình công nghệ gia công dập dải thép không gỉ là việc biến đổi dải thép không gỉ thành các chi tiết có hình dạng, kích thước và tính chất cụ thể thông qua một loạt các bước dập được sắp xếp theo trình tự. Toàn bộ quá trình cần được phối hợp giữa tính chất vật liệu, thiết kế khuôn và thông số thiết bị để đảm bảo sản xuất hiệu quả và độ chính xác cao.

I. Giai đoạn chuẩn bị

Lựa chọn và kiểm tra vật liệu

Chọn loại dải thép không gỉ (như 304, 316, 430, v.v.) dựa trên sản phẩm yêu cầu (như khả năng chống ăn mòn, độ bền, khả năng tạo hình bằng dập), và xác định độ dày của dải (thường từ 0,02 đến 3mm), chiều rộng và điều kiện bề mặt (như bề mặt bóng gương, bề mặt mờ, trạng thái cán nguội).

Thực hiện kiểm tra nhập hàng đối với dải thép không gỉ: Kiểm tra dung sai độ dày (phải đáp ứng yêu cầu ±0,01 đến ±0,1mm), các khuyết tật bề mặt (xước, vảy oxit, vết dầu) và tính chất cơ học (độ cứng, độ giãn dài, để đảm bảo đáp ứng yêu cầu về độ dẻo cho quá trình dập).

Thiết kế sản phẩm và khuôn mẫu

Thiết kế quy trình dập dựa trên bản vẽ chi tiết, xác định tổ hợp công đoạn (ví dụ: dập đơn hay dập liên tục), và lập sơ đồ bố trí (tối ưu tỷ lệ sử dụng vật liệu và giảm phế liệu).

Thiết kế khuôn dập chuyên dụng

Các chi tiết đơn giản (như gioăng và các chi tiết dập lỗ) có thể sử dụng khuôn đơn (khuôn cắt phôi, khuôn dập lỗ).

Các chi tiết phức tạp (như chi tiết có lỗ, cong hoặc kéo dài) yêu cầu sử dụng khuôn liên tục (khuôn dập tiến dần) để tích hợp nhiều công đoạn trong một bộ khuôn, đạt được sản xuất tự động liên tục.

Lựa chọn vật liệu khuôn: Do tính đến độ cứng cao và khả năng chống mài mòn của thép không gỉ, Cr12MoV và thép gió (ví dụ như W6Mo5Cr4V2) thường được dùng cho phần cắt của khuôn, và được xử lý tôi (độ cứng đạt HRC58-62) để kéo dài tuổi thọ sử dụng.

Gỡ lỗi thiết bị

Chọn máy ép phù hợp dựa trên độ dày của dải vật liệu và quy trình dập (như dập cắt phôi, dập kéo sâu): đối với các chi tiết nhỏ, sử dụng máy ép bàn hoặc máy ép chính xác tốc độ cao (tốc độ từ 50 đến 500 lần mỗi phút), trong khi đối với chi tiết lớn, sử dụng máy ép thủy lực bốn trụ hoặc máy ép cơ khí.

Hiệu chỉnh các thông số của máy dập: bao gồm hành trình trượt, tốc độ dập và chiều cao đóng, để đảm bảo chúng phù hợp với khuôn và tránh làm hư hại khuôn hoặc biến dạng chi tiết do lực va đập quá lớn.

II. Giai đoạn gia công dập lõi

Tùy theo độ phức tạp của các chi tiết, các quy trình dập có thể được phân thành dập đơn (phù hợp với các chi tiết đơn giản) và dập liên tục (phù hợp với các chi tiết phức tạp và sản xuất hàng loạt). Các quy trình chính như sau:

1. Xả cuộn và căn bằng

Xả cuộn: Dải thép không gỉ dạng cuộn được xả cuộn thông qua thiết bị xả cuộn và cùng với cơ cấu cấp liệu (như cấp liệu bằng con lăn hoặc cấp liệu servo), dải vật liệu được đưa vào khuôn dập một cách liên tục và đồng đều. Độ chính xác cấp liệu được kiểm soát trong phạm vi ±0,05mm (để đảm bảo tính nhất quán về kích thước của chi tiết).

Cân bằng: Nếu vật liệu dải bị cong hoặc vênh, cần loại bỏ ứng suất nội tại bằng máy cân bằng (cân bằng nhiều trục) để đảm bảo vật liệu dải phẳng, tránh sai lệch kích thước của chi tiết hoặc kẹt khuôn do biến dạng vật liệu trong quá trình dập.

2. Quy trình dập cơ bản

Dập cắt/thái: Dải thép không gỉ được đục lỗ hoặc cắt bằng cạnh cắt của khuôn để tạo ra phôi ban đầu của chi tiết (ví dụ như vật liệu tấm tròn hoặc vuông). Cạnh cắt phải sắc bén để tránh ba via (chiều cao ba via nên ≤0,03mm, nếu không sẽ ảnh hưởng đến việc lắp ráp ở các công đoạn sau).

Đục lỗ/cắt viền: Đục các lỗ cần thiết (lỗ tròn hoặc lỗ không đều) trên dải vật liệu hoặc phôi, hoặc loại bỏ phần vật liệu thừa ở mép để đảm bảo độ chính xác vị trí lỗ (dung sai vị trí ±0,02 đến ±0,1mm) và mép cắt nhẵn mịn.

3. Quy trình dập tạo hình

Uốn: Dải vật liệu được uốn thành một góc cụ thể (như 90°, hình chữ U, hình chữ Z) thông qua khuôn uốn. Theo đặc tính đàn hồi trở lại của thép không gỉ (đặc biệt là thép không gỉ austenit, có tỷ lệ đàn hồi cao), cần phải bù trừ khuôn (ví dụ: thiết kế góc uốn vượt mức) để đảm bảo kích thước sau khi uốn đáp ứng yêu cầu.

Dập vuốt: Phù hợp với các chi tiết có hình dạng ba chiều (như dạng cốc và dạng trụ). Thông qua khuôn dập vuốt, dải vật liệu được kéo sâu đến độ sâu yêu cầu. Hệ số dập vuốt (tỷ lệ giảm đường kính trong mỗi lần vuốt) cần được kiểm soát để tránh nứt vật liệu do vuốt quá mức (thép không gỉ austenitic có khả năng dập vuốt tốt nhất và có thể được vuốt nhiều lần).

Gập mép/dập gân: Các mép của chi tiết được gấp lại (ví dụ như gập mép các lỗ tròn thành vành), hoặc dập các gân tăng cường (để nâng cao độ cứng vững của chi tiết). Khi gập mép, cần đảm bảo rằng các mép không bị nhăn và độ sâu của các gân dập là đồng đều.

4. Gia công tinh chính xác (tùy chọn)

Đối với các chi tiết yêu cầu độ chính xác cao (ví dụ như các đầu nối điện tử), việc gia công bổ sung là cần thiết, bao gồm dập tinh (để cải thiện độ nhẵn bề mặt sau khi dập), tạo hình lại (để hiệu chỉnh sai lệch kích thước sau khi uốn hoặc kéo giãn), và đánh bóng vạt ba via (loại bỏ ba via ở mép bằng cách mài, điện phân hoặc laser).

III. Giai đoạn xử lý tiếp theo

Làm sạch và tẩy dầu mỡ

Dầu dập được sử dụng trong quá trình dập (để bôi trơn và làm mát) cần được loại bỏ thông qua quy trình làm sạch. Các phương pháp làm sạch phổ biến bao gồm:

Làm sạch bằng dung môi (ví dụ như cồn, chất tẩy rửa): Phù hợp với các chi tiết nhỏ;

Làm sạch bằng sóng siêu âm: Phù hợp với các chi tiết có cấu trúc phức tạp, đảm bảo loại bỏ triệt để vết dầu trong các khe và lỗ.

Xử lý bề mặt

Chọn quy trình xử lý bề mặt dựa trên yêu cầu sản phẩm

Xử lý thụ động: Bằng cách xử lý với dung dịch axit nitric hoặc cromat, tạo thành một lớp màng oxit trên bề mặt thép không gỉ để tăng khả năng chống ăn mòn (đặc biệt phù hợp với các loại thép không gỉ austenitic như 304 và 316).

Đánh bóng: Để tăng độ nhẵn bề mặt (ví dụ như hiệu ứng gương), dùng cho các chi tiết trang trí hoặc các bộ phận tiếp xúc với thực phẩm.

Mạ điện: Ví dụ như mạ niken hoặc mạ crôm, nhằm tăng độ cứng bề mặt hoặc thay đổi hình dạng bên ngoài (ít được sử dụng cho thép không gỉ do bản thân vật liệu đã có khả năng chống ăn mòn tốt).

Kiểm tra và Đóng gói

Kiểm tra: Kiểm tra kích thước, dung sai hình dạng và chất lượng bề mặt của các chi tiết bằng các dụng cụ đo (thước cặp, panme), thiết bị đo hình ảnh, v.v., và loại bỏ các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn.

Đóng gói: Chọn phương pháp đóng gói (như hộp blister, khay) dựa trên đặc tính của các chi tiết để ngăn ngừa trầy xước hoặc biến dạng do nén trong quá trình vận chuyển.

Iv. Đặc điểm quy trình và kiểm soát chính

Hiệu suất cao và liên tục: Bằng cách sử dụng khuôn dập tiến và hệ thống cấp liệu tự động, có thể đạt được sản xuất liên tục. Sản lượng hàng ngày của một dây chuyền sản xuất đơn lẻ có thể đạt từ hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn chiếc, phù hợp cho các chi tiết tiêu chuẩn quy mô lớn.

Các điểm kiểm soát then chốt

Độ chính xác khuôn: Ảnh hưởng trực tiếp đến dung sai kích thước của chi tiết. Cần bảo trì định kỳ lưỡi cắt để tránh mài mòn gây sai lệch kích thước.

Hiệu quả bôi trơn: Dầu dập phải phù hợp với vật liệu inox và quy trình (ví dụ như dầu áp lực cực cao độ nhớt cao dùng cho công đoạn kéo sâu) để ngăn ngừa trầy xước vật liệu hoặc quá nhiệt khuôn.

Kiểm soát độ đàn hồi trở lại: Bằng cách tối ưu hóa các thông số quy trình (như tốc độ dập và nhiệt độ) hoặc bù trừ khuôn, độ lệch hình dạng của các chi tiết đã tạo hình được giảm thiểu.