Otomotiv Parçaları İçin Yüksek Mukavemetli Çelik Rulo Şekillendirme

Yüksek Mukavemetli Çelik Rulo Şekillendirme

Rulo şekillendirme yüksek mukavemetli çelik (HSS) ve gelişmiş yüksek mukavemetli çelik (AHSS), yassı rulo stokunun, nihai kesit profiline ulaşana kadar her biri malzemeyi birkaç derece daha büken bir dizi aşamalı olarak şekillendirilmiş silindirden geçirilmesi anlamına gelir. Deformasyon tek vuruş yerine birçok silindir istasyonunda kademeli olarak gerçekleştiğinden, rulo şekillendirme, malzeme üzerindeki gerilimi tek vuruşlu şekillendirme yöntemlerine göre daha eşit bir şekilde dağıtır; bu, ani, yoğun kuvvet altında daha kolay çatlayan AHSS kaliteleri için tercih edilen işlem olmasının önemli bir nedenidir.

Çift fazlı (DP), dönüşüm kaynaklı plastisite (TRIP) ve martensitik çelikler dahil olmak üzere HSS ve AHSS kaliteleri, geleneksel yumuşak çelik için 270-400 MPa'ya kıyasla yaklaşık 440 MPa ila 1.500 MPa arasında değişen çekme mukavemetleri sunar. Bu güç, otomobil üreticilerinin aynı yapısal performans için daha ince malzeme kullanmasına olanak tanıyor ve çarpışma güvenliğinden ödün vermeden araç ağırlığını azaltma hedeflerini doğrudan destekliyor.

Otomotiv Rulo Şekillendirme Prosesi

Otomotiv üretiminde rulo şekillendirme hattı tipik olarak şu sırayı takip eder:

1. Bobin stoğu açılır ve şekillendirmeden önce bobin ayar eğriliğini ortadan kaldırmak için genellikle bir düzleştiriciyle sürekli olarak hatta beslenir.
2. Şerit, her biri küçük bir büküm artışı ekleyen ve düz şeridi kademeli olarak hedef profile (bir şapka kanalı, tüp veya karmaşık çok bükümlü yapısal şekil) şekillendiren bir dizi silindir istasyonundan geçer.
3. Hat içi zımbalama veya çentik açma istasyonları, gerekirse, tam şekillendirmeden sonra zımbalama çok daha zor olduğundan, şerit hala düz veya kısmen şekillendirilmişken montaj deliklerini keser veya kesikler içerir.
4. Oluşturulan profil, hat hızına senkronize uçan bir kesme kullanarak, hattı durdurmadan uzunlamasına kesen bir kesme presinden geçer.
5. Bitmiş parçalar, montaj için hazırlanmadan önce hat içi veya ikincil kaynak, kaplama veya ısıl işleme tabi tutulabilir.

Bu sürekli, yüksek hacimli yapı, aynı yapısal profilin (kapı kirişleri, tampon takviyeleri, tavan rayları veya koltuk çerçevesi bileşenleri) yılda onlarca veya yüzbinlerce doğrusal fitte çalıştırılmasının gerekebileceği, rulo şekillendirmeyi özellikle otomotiv üretimine uygun hale getiren şeydir.

Rulo Şekillendirme ve Damgalama

Rulo şekillendirme ve damgalama, yassı çeliği yapısal parçalara şekillendirir, ancak farklı parça geometrilerine ve üretim profillerine uygundur.

Yapısal otomotiv parça üretimi için rulo şekillendirme ve damgalamanın karşılaştırılması.

Özellikle AHSS için, rulo şekillendirmenin kademeli, çok istasyonlu bükülmesi, damgalamanın tek vuruşlu deformasyonuna göre büyük bir avantajdır, çünkü AHSS kaliteleri genellikle kırılmadan önce daha düşük uzamaya sahiptir ve bir damgalama kalıbının tek hareketle uyguladığı gerinim hızına ve gerilim konsantrasyonuna daha duyarlıdır.

AHSS için Rulo Şekillendirme Takım Tasarımı

AHSS haddelemeli şekillendirmeye yönelik takım tasarımı, malzemenin ürettiği daha yüksek şekillendirme kuvvetleri ve geri yaylanma nedeniyle yumuşak çelik takımlarla işlemeden birkaç açıdan farklılık gösterir:

• Daha fazla şekillendirme istasyonu — AHSS profilleri genellikle eşdeğer yumuşak çelik profile kıyasla ek silindir geçişleri gerektirir ve geçiş başına gerilimi azaltmak için bükülme açısını daha fazla artışa yayar.
• Daha sert rulo malzemeleri — AHSS, yumuşak çeliğe kıyasla merdane aşınmasını hızlandırdığı için genellikle aşınmaya dirençli kaplamalara veya sertleştirilmiş yüzeylere sahip takım çeliği merdaneleri gerekir.
• Artan rulo ayırma kuvvetleri — AHSS her istasyonda deformasyona daha güçlü bir şekilde direndiğinden, hadde çerçeveleri, şaftlar ve yatakların, yalnızca yumuşak çelikten oluşan bir hatta göre daha yüksek yükler için sınıflandırılması gerekir.
• Aşırı bükülme telafisi — takım profilleri tipik olarak geri esnemeyi önlemek ve son boyutlu hedefleri vurmak için hesaplanmış aşırı bükülme açılarıyla tasarlanır.

Yüksek Mukavemetli Çelikten Geri Yaylanma

Geri esneme, malzemenin deformasyonunun elastik toparlanma kısmının neden olduğu, şekillendirme kuvveti kaldırıldıktan sonra şekillendirilmiş metalin orijinal düz şekline kısmen geri dönme eğilimidir. Daha yüksek mukavemetli çelikler genellikle elastik modüllerine göre daha yüksek bir akma mukavemetine sahiptir; bu, toplam deformasyonun daha büyük bir kısmının plastikten (kalıcı) ziyade elastik (geri kazanılabilir) olduğu anlamına gelir; dolayısıyla AHSS, aynı açıyla bükülmüş yumuşak çelikten daha fazla geri yaylanır.

Rulo şekillendirme hatları, öncelikle aşırı bükme yoluyla geri esnemeyi ele alır: her silindir istasyonu, malzemeyi hedef açının biraz ötesine doğru büker ve serbest bırakıldığında geri ne kadar gevşeyeceğini tahmin eder. Geri esneme çelik kalitesine, ölçü kalınlığına ve profil geometrisine göre değiştiğinden ve bobinden bobine malzeme özelliklerindeki küçük değişiklikler bile gereken düzeltme miktarını değiştirebildiğinden, tam aşırı bükülme açısı tipik olarak şekillendirme simülasyon yazılımı ve fiziksel deneme çalışmalarının bir kombinasyonu yoluyla belirlenir.