Przyczyny i rozwiązania awarii form pras hydraulicznych

W artykule tym przedstawiono głównie przyczyny niepowodzeniaprasa hydraulicznaformy i roztwory.

1. Materiał formy

Stal formowa należy do stali stopowych. W jej strukturze występują wady, takie jak wtrącenia niemetaliczne, wydzielenia węglików, centralne pory i białe plamy, które znacznie obniżają wytrzymałość, udarność i odporność formy na zmęczenie cieplne. Ze względu na jakość, formy dzieli się na zwykłe i wysokiej jakości. Dzięki zaawansowanej technologii produkcji, formy wysokiej jakości charakteryzują się czystością, jednorodną strukturą, małą segregacją oraz wysoką udarnością i odpornością na zmęczenie cieplne.

Rozwiązanie: Kucie zwykłych form w celu rozbicia dużych wtrąceń niemetalicznych, wyeliminowania segregacji węglików, oczyszczenia węglików i ujednolicenia struktury w celu uzyskania efektu wysokiej jakości form.

2. Projektowanie form

Podczas projektowania formy, wymiary zewnętrzne modułu powinny być określone zgodnie z materiałem i wymiarami geometrycznymi formowanego elementu, aby zapewnić wytrzymałość formy. Ponadto, podczas obróbki cieplnej i użytkowania formy, ze względu na mały promień zaokrąglenia, szeroki przekrój cienkościenny, dużą różnicę grubości ścianek oraz nieodpowiednie położenie otworu i szczeliny, łatwo o nadmierną koncentrację naprężeń i inicjację pęknięć. Konstrukcja formy powinna w jak największym stopniu unikać ostrych narożników, a położenie otworów i szczelin powinno być racjonalne.

3. Proces produkcyjny

1) Proces kucia

Forma zawiera wiele pierwiastków stopowych, charakteryzuje się dużą odpornością na odkształcenia podczas kucia, słabą przewodnością cieplną i niską temperaturą eutektyczną. Nieprzestrzeganie tych zaleceń może doprowadzić do uszkodzenia formy. Należy ją wstępnie podgrzać do temperatury 800-900°C, a następnie do 1065-1175°C. Aby usunąć duże wtrącenia niemetaliczne, wyeliminować segregację węglików i uszlachetnić węgliki, należy powtarzać spęczanie i ciągnienie w trakcie procesu kucia, zachowując równomierną organizację. Podczas chłodzenia po kuciu często powstają pęknięcia hartownicze. Łatwo powstają pęknięcia poprzeczne w środku. Powolne chłodzenie po kuciukuciemożna uniknąć tego problemu.

2) Cięcie

Chropowatość powierzchni podczas procesu cięcia ma duży wpływ na odporność formy na zmęczenie cieplne. Chropowatość powierzchni wnęki formy jest niska i nie występują w niej żadne defekty, takie jak ślady po nożach, rysy i zadziory, które mogłyby powodować koncentrację naprężeń i powstawanie pęknięć zmęczeniowych.
Rozwiązanie: Podczas obróbki formy, należy unikać pozostawiania śladów noża na promieniach narożników skomplikowanych elementów. Należy również zeszlifować zadziory na otworach, krawędziach rowków i korzeniach.

3) Szlifowanie

Podczas procesu szlifowania, lokalne ciepło tarcia może łatwo powodować wady, takie jak przypalenia i pęknięcia, a także wytwarzać resztkowe naprężenia rozciągające na powierzchni szlifowanej, co prowadzi do przedwczesnego uszkodzenia formy. Przypalenia spowodowane przez ciepło szlifowania mogą odpuszczać powierzchnię formy, aż do utworzenia odpuszczonego martenzytu. Krucha i nieodpuszczona warstwa martenzytu znacznie obniży odporność formy na zmęczenie cieplne. Gdy lokalny wzrost temperatury powierzchni szlifowanej przekroczy 800°C, a chłodzenie będzie niewystarczające, materiał powierzchniowy ulegnie ponownej austenityzacji i zahartowaniu do postaci martenzytu. Powierzchnia formy będzie wytwarzać większe naprężenia strukturalne. Wzrost temperatury powierzchni formy będzie powodował naprężenia termiczne podczas procesu szlifowania, a nakładanie się naprężeń strukturalnych i termicznych może łatwo doprowadzić do pęknięć formy podczas szlifowania.

4) Obróbka elektroiskrowa

Obróbka elektroiskrowa jest niezastąpioną metodą wykańczającą w nowoczesnym procesie produkcji form. W momencie wystąpienia wyładowania iskrowego lokalna temperatura chwilowa przekracza 1000°C, co powoduje, że metal w miejscu wyładowania topi się i odparowuje. Na powierzchni obróbki elektroiskrowej tworzy się cienka warstwa stopionego i zestalonego metalu. Występuje na niej wiele mikropęknięć. Ta cienka warstwa metalu jest jasnobiała. Pod wpływem obciążenia formy, mikropęknięcia te łatwo przekształcają się w makropęknięcia, co prowadzi do jej przedwczesnego pęknięcia i zużycia.
Rozwiązanie: Po obróbce elektroerozyjnej forma jest odpuszczana w celu wyeliminowania naprężeń wewnętrznych. Temperatura odpuszczania nie może jednak przekraczać maksymalnej temperatury odpuszczania przed obróbką elektroerozyjną.

5) Proces obróbki cieplnej

Odpowiedni proces obróbki cieplnej może umożliwić uzyskanie przez formę wymaganych właściwości mechanicznych i wydłużyć jej żywotność. Nieprawidłowa konstrukcja lub sposób działania procesu obróbki cieplnej doprowadzi do uszkodzenia formy, co poważnie obniży jej nośność, a w konsekwencji do przedwczesnej awarii i skrócenia jej żywotności. Do wad obróbki cieplnej należą: przegrzanie, przepalenie, odwęglenie, pękanie, nierównomierna warstwa utwardzająca, niewystarczająca twardość itp. Po okresie użytkowania, gdy skumulowane naprężenia wewnętrzne osiągną niebezpieczną granicę, należy przeprowadzić odprężanie i odpuszczanie. W przeciwnym razie forma pęknie z powodu naprężeń wewnętrznych podczas dalszego użytkowania.

4. Wykorzystanie form

1) Podgrzewanie form

Forma charakteryzuje się wysoką zawartością pierwiastków stopowych i niską przewodnością cieplną. Przed rozpoczęciem pracy należy ją całkowicie podgrzać. Zbyt wysoka temperatura formy podczas użytkowania spowoduje spadek jej wytrzymałości i łatwe odkształcenie plastyczne, co doprowadzi do zapadnięcia się powierzchni formy. Zbyt niska temperatura wstępnego podgrzania powoduje znaczne zmiany temperatury powierzchni w momencie rozpoczęcia użytkowania formy, co powoduje duże naprężenia cieplne i łatwe pękanie.
Rozwiązanie: Temperaturę wstępnego nagrzewania formy ustalono na 250-300°C. Pozwala to nie tylko zmniejszyć różnicę temperatur podczas kucia matrycowego i uniknąć nadmiernego naprężenia cieplnego na powierzchni formy, ale także skutecznie ograniczyć odkształcenia plastyczne na powierzchni formy.

2) Chłodzenie i smarowanie formy

Aby zmniejszyć obciążenie cieplne formy i uniknąć wysokich temperatur, zazwyczaj wymusza się jej chłodzenie w trakcie okresu międzyformowego. Okresowe nagrzewanie i chłodzenie formy może powodować pęknięcia zmęczeniowe. Formę należy schładzać powoli po użyciu; w przeciwnym razie wystąpią naprężenia termiczne, które doprowadzą do pęknięcia i uszkodzenia formy.
Rozwiązanie: Podczas pracy formy, do smarowania można użyć grafitu na bazie wody o zawartości grafitu 12%, aby zmniejszyć siłę formowania, zapewnić prawidłowy przepływ metalu w gnieździe i ułatwić wyjmowanie odkuwki. Smar grafitowy ma również właściwości rozpraszania ciepła, co może obniżyć temperaturę roboczą formy.

Powyżej przedstawiono wszystkie przyczyny i rozwiązania problemów mogących wystąpić w przypadku awarii formy prasy hydraulicznej.Zhengxijest producentem specjalizującym się wsprzęt do prasy hydraulicznejJeśli czegoś potrzebujesz, skontaktuj się z nami.