خط تولید مهر و موم داغ با سرعت بالا برای فولاد فوق العاده با استحکام بالا (آلومینیوم)

3. تجهیزات اصلی برای مهر زنی داغ شامل کوره گرمایش، پرس شکل دهی گرم و قالب های مهر زنی داغ است.

کوره گرمایش:

کوره گرمایش مجهز به قابلیت گرمایش و کنترل دما می باشد.این می تواند صفحات با استحکام بالا را تا دمای تبلور مجدد در مدت زمان مشخص گرم کند و به حالت آستنیتی دست یابد.باید بتواند با الزامات تولید مداوم خودکار در مقیاس بزرگ سازگار شود.از آنجایی که شمش گرم شده فقط توسط روبات ها یا بازوهای مکانیکی قابل حمل است، کوره به بارگیری و تخلیه خودکار با دقت موقعیت یابی بالا نیاز دارد.علاوه بر این، هنگام گرم کردن صفحات فولادی بدون پوشش، باید محافظت از گاز را برای جلوگیری از اکسیداسیون سطح و کربن زدایی بیلت فراهم کند.

پرس شکل دهی داغ:

پرس هسته اصلی فناوری مهر زنی داغ است.این دستگاه باید قابلیت کوبیدن و نگه داشتن سریع و همچنین مجهز بودن به سیستم خنک کننده سریع را داشته باشد.پیچیدگی فنی پرس های شکل دهی گرم بسیار بیشتر از پیچیدگی پرس های پرس سرد معمولی است.در حال حاضر تنها تعداد کمی از شرکت های خارجی به فناوری طراحی و ساخت این گونه پرس ها مسلط هستند و همگی به واردات وابسته هستند و باعث گرانی آنها می شود.

قالب های مهر زنی داغ:

قالب های مهر زنی داغ هر دو مرحله شکل دهی و کوئنچ را انجام می دهند.در مرحله شکل‌دهی، هنگامی که بیلت به داخل حفره قالب وارد می‌شود، قالب به سرعت فرآیند مهر زنی را تکمیل می‌کند تا قبل از اینکه ماده در مرحله تبدیل فاز مارتنزیتی قرار گیرد، از تکمیل تشکیل قطعه اطمینان حاصل شود.سپس وارد مرحله کوئنچ و سرد می شود که حرارت حاصل از قطعه کار داخل قالب به طور مداوم به قالب منتقل می شود.لوله های خنک کننده که در داخل قالب چیده شده اند، فوراً گرما را از طریق مایع خنک کننده جاری حذف می کنند.تبدیل مارتنزیتی- آستنیتی زمانی شروع می شود که دمای قطعه کار به 425 درجه سانتیگراد کاهش یابد.تبدیل بین مارتنزیت و آستنیت زمانی که دما به 280 درجه سانتیگراد می رسد پایان می یابد و قطعه کار در دمای 200 درجه سانتیگراد خارج می شود.نقش نگهدارنده قالب جلوگیری از انبساط و انقباض حرارتی ناهموار در طول فرآیند کوئنچ است که می تواند منجر به تغییرات قابل توجهی در شکل و ابعاد قطعه شود و منجر به ضایعات شود.علاوه بر این، راندمان انتقال حرارتی بین قطعه کار و قالب را افزایش می دهد و باعث خنک شدن و خنک شدن سریع می شود.

به طور خلاصه، تجهیزات اصلی برای مهر زنی گرم شامل یک کوره گرمایشی برای دستیابی به دمای مورد نظر، یک پرس شکل‌دهی گرم برای مهر زنی و نگه‌داری سریع با سیستم خنک‌کننده سریع، و قالب‌های داغ مهر زنی است که برای اطمینان از شکل‌دهی مناسب قطعه، هر دو مرحله شکل‌دهی و کوئنچ را انجام می‌دهند. و خنک کننده کارآمد

سرعت خنک کننده خاموش نه تنها بر زمان تولید تأثیر می گذارد، بلکه بر راندمان تبدیل بین آستنیت و مارتنزیت نیز تأثیر می گذارد.نرخ سرد شدن مشخص می کند که چه نوع ساختار کریستالی تشکیل می شود و به اثر سخت شدن نهایی قطعه کار مربوط می شود.دمای بحرانی خنک کننده فولاد بور حدود 30 درجه در ثانیه است و تنها زمانی که سرعت خنک کننده از دمای خنک کننده بحرانی تجاوز کند، می توان تشکیل ساختار مارتنزیتی را به بیشترین میزان ارتقا داد.هنگامی که سرعت سرد شدن کمتر از سرعت سرد شدن بحرانی باشد، ساختارهای غیر مارتنزیتی مانند بینیت در ساختار تبلور قطعه کار ظاهر می شوند.با این حال، هر چه سرعت خنک‌سازی بیشتر باشد، بهتر است، سرعت خنک‌سازی بیشتر منجر به ترک خوردن قطعات تشکیل‌شده می‌شود و باید محدوده سرعت خنک‌سازی منطقی با توجه به ترکیب مواد و شرایط فرآیند قطعات تعیین شود.

از آنجایی که طراحی لوله خنک کننده به طور مستقیم با اندازه سرعت خنک کننده ارتباط دارد، لوله خنک کننده به طور کلی از منظر حداکثر راندمان انتقال حرارت طراحی می شود، بنابراین جهت لوله خنک کننده طراحی شده پیچیده تر و دشوار است. برای به دست آوردن با حفاری مکانیکی پس از اتمام ریخته گری قالب.به منظور جلوگیری از محدود شدن توسط پردازش مکانیکی، روش ذخیره کانال های آب قبل از ریخته گری قالب به طور کلی انتخاب می شود.

از آنجایی که برای مدت طولانی در دمای 200 ℃ تا 880 ~ 950 ℃ تحت شرایط شدید متناوب سرد و گرم کار می کند، مواد قالب داغ باید استحکام ساختاری و هدایت حرارتی خوبی داشته باشد و می تواند در برابر اصطکاک حرارتی قوی تولید شده توسط شمش ​​مقاومت کند. درجه حرارت بالا و اثر سایش ساینده ذرات لایه اکسید رها شده.علاوه بر این، مواد قالب نیز باید مقاومت خوردگی خوبی نسبت به مایع خنک کننده داشته باشد تا از جریان صاف لوله خنک کننده اطمینان حاصل شود.

پیرایش و پیرسینگ

از آنجایی که استحکام قطعات پس از مهر زنی داغ به حدود 1500 مگاپاسکال می رسد، اگر از برش و پانچ پرس استفاده شود، نیاز به تناژ تجهیزات بزرگتر است و سایش لبه برش قالب جدی است.بنابراین از واحدهای برش لیزری اغلب برای برش لبه ها و سوراخ ها استفاده می شود.