خط إنتاج الختم الساخن عالي السرعة للصلب فائق القوة (الألومنيوم)

3.تشتمل المعدات الرئيسية للختم الساخن على فرن تسخين، وآلة تشكيل ساخنة، وقوالب ختم ساخنة

فرن التدفئة:

فرن التسخين مُجهز بإمكانيات تسخين وتحكم في درجة الحرارة. وهو قادر على تسخين صفائح عالية القوة إلى درجة حرارة إعادة التبلور خلال فترة زمنية محددة، مما يُحقق حالة أوستنيتية. يجب أن يكون قادرًا على التكيف مع متطلبات الإنتاج الآلي المستمر واسع النطاق. ولأن معالجة البليت المُسخن لا تتم إلا بواسطة الروبوتات أو الأذرع الميكانيكية، يتطلب الفرن تحميلًا وتفريغًا آليًا بدقة عالية في تحديد المواقع. بالإضافة إلى ذلك، عند تسخين صفائح الفولاذ غير المطلية، يجب أن يوفر الفرن حماية من الغاز لمنع أكسدة السطح وإزالة الكربون من البليت.

مكبس التشكيل الساخن:

تُعدّ المكبس جوهر تقنية الختم الساخن. يجب أن يتمتع بسرعة الختم والتثبيت، وأن يكون مزودًا بنظام تبريد سريع. يفوق التعقيد التقني لمكابس التشكيل الساخن بكثير تعقيد مكابس الختم البارد التقليدية. حاليًا، لا يتقن سوى عدد قليل من الشركات الأجنبية تصميم وتصنيع هذه المكابس، وجميعها تعتمد على الواردات، مما يجعلها باهظة الثمن.

قوالب الختم الساخن:

تؤدي قوالب الختم الساخن مرحلتي التشكيل والتبريد. في مرحلة التشكيل، بمجرد إدخال السبيكة في تجويف القالب، يُكمل القالب عملية الختم بسرعة لضمان اكتمال تشكيل القطعة قبل أن تخضع المادة للتحول الطوري المارتنسيتي. بعد ذلك، يدخل القالب مرحلة التبريد والتبريد، حيث تنتقل الحرارة من قطعة العمل داخل القالب باستمرار إلى القالب. تعمل أنابيب التبريد المرتبة داخل القالب على إزالة الحرارة فورًا من خلال سائل التبريد المتدفق. يبدأ التحول المارتنسيتي-الأستينيتي عندما تنخفض درجة حرارة قطعة العمل إلى 425 درجة مئوية. ينتهي التحول بين المارتنسيت والأوستينيت عندما تصل درجة الحرارة إلى 280 درجة مئوية، وتُخرج قطعة العمل عند 200 درجة مئوية. يتمثل دور حامل القالب في منع التمدد والانكماش الحراري غير المتساوي أثناء عملية التبريد، مما قد يؤدي إلى تغييرات كبيرة في شكل وأبعاد القطعة، مما يؤدي إلى الخردة. بالإضافة إلى ذلك، فهو يعزز كفاءة النقل الحراري بين قطعة العمل والقالب، مما يعزز الإطفاء والتبريد السريع.

باختصار، تتضمن المعدات الرئيسية للختم الساخن فرن تسخين لتحقيق درجة الحرارة المطلوبة، ومكبس تشكيل ساخن للختم السريع والإمساك بنظام تبريد سريع، وقوالب ختم ساخن تؤدي مرحلتي التشكيل والإخماد لضمان تكوين الأجزاء بشكل صحيح والتبريد الفعال.

لا تؤثر سرعة تبريد الإخماد على وقت الإنتاج فحسب، بل تؤثر أيضًا على كفاءة التحويل بين الأوستينيت والمارتنسيت. يحدد معدل التبريد نوع البنية البلورية التي سيتم تشكيلها ويرتبط بتأثير التصلب النهائي لقطعة العمل. تبلغ درجة حرارة التبريد الحرجة لفولاذ البورون حوالي 30 درجة مئوية/ثانية، وفقط عندما يتجاوز معدل التبريد درجة حرارة التبريد الحرجة يمكن تعزيز تكوين البنية المارتنسيتية إلى أقصى حد. عندما يكون معدل التبريد أقل من معدل التبريد الحرج، ستظهر هياكل غير مارتينسيتية مثل الباينيت في بنية تبلور قطعة العمل. ومع ذلك، كلما ارتفع معدل التبريد، كان ذلك أفضل، سيؤدي ارتفاع معدل التبريد إلى تشقق الأجزاء المشكلة، ويجب تحديد نطاق معدل التبريد المعقول وفقًا لتركيب المادة وظروف عملية الأجزاء.

نظرًا لأن تصميم أنبوب التبريد يرتبط ارتباطًا مباشرًا بحجم سرعة التبريد، يُصمم عادةً لتحقيق أقصى كفاءة لنقل الحرارة، لذا يكون اتجاه أنبوب التبريد المُصمم أكثر تعقيدًا، ويصعب الحصول عليه بالحفر الميكانيكي بعد صب القالب. لتجنب قيود المعالجة الميكانيكية، يُفضل عادةً استخدام طريقة حجز قنوات المياه قبل صب القالب.

نظرًا لقدرتها على العمل لفترات طويلة في درجات حرارة تتراوح بين 200 و880 و950 درجة مئوية، في ظل ظروف متناوبة من البرودة والحرارة الشديدة، يجب أن تتمتع مادة قالب الختم الساخن بصلابة هيكلية وموصلية حرارية جيدتين، ومقاومة للاحتكاك الحراري القوي الناتج عن السبيكة عند درجات الحرارة العالية، وتأثير التآكل الكاشط لجزيئات طبقة الأكسيد المتساقطة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تتمتع مادة القالب بمقاومة جيدة للتآكل في سائل التبريد لضمان تدفق سلس لأنبوب التبريد.

التشذيب والثقب

لأن قوة تحمل القطع بعد الختم الساخن تصل إلى حوالي 1500 ميجا باسكال، فإن استخدام القطع بالضغط واللكم يزيد من متطلبات وزن المعدات، ويزيد من تآكل حافة القطع بالقالب. لذلك، تُستخدم وحدات القطع بالليزر بشكل شائع لقطع الحواف والثقوب.