CZ2014455A3 - Způsob výroby ocelových dílů z plechu tažených zatepla - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby ocelových dílů z plechu hlubokým tažením zatepla spočívající v tom, že polotovar se ohřevem uvede do stavu austenitu a následně se na místech s budoucí nežádoucí deformací zachladí pod teplotu austenitu, načež se proces tváření dokončí.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby ocelových dílů z plechu hlubokým tažením zatepla.

Dosavadní stav techniky

Za tepla tvářené ocelové díly vyráběné hlubokým tažením s následným chlazením v nástroji jsou v současné době vyráběny tak, že se přístřih vhodného rozměru ohřeje v peci na teplotu austenitu, po několika minutové výdrži je vyjmut z pece a transferován do nástroje, ve kterém je provedeno hluboké tažení. Při styku s nástrojem se tento výlisek ochladí, čímž dojde k transformaci struktury, která je zpravidla zákalného typu, tedy martenzitická, bainitická anebo směsná. Takovéhoto způsobu je využíváno kupříkladu v patentovém spisu US4619714. Tento způsob výroby umožňuje tažení prostorových tvarů, které jsou limitovány plasticitou materiálu a tažností při dané teplotě, která ovlivňuje okamžik, při kterém dojde k porušení materiálu. Prostorové díly výtažku jsou mnohdy tvarově velmi členité a nedostatek materiálu v intenzivně tvářených zónách vede k tomu, že dojde na některých místech k neúměrnému ztenčení stěny a tím pádem k lokalizaci deformace, která vede k porušení. To pak znemožňuje dosažení hlubších tvarů výtažků. Typickým porušením bývá radiální trhlina v žebrech vznikající pod přechodem ploché části výlisku do stěny. Tento nedostatek se v praxi eliminuje předtažením polotovaru zastudena a následným dokončením finálního tvaru tažením zatepla. To však vede k tomu, že v důsledku chybějícího ohřevu v první operaci zastudena neproběhne difúze, která je potřebná pro dostatečné spojení antikorozní vrstvy s plechem. Ta se pak díky nedostatečné plasticitě zastudena při deformaci poškodí a na finálním výtažku se pak odlupuje. Nehledě na to je tento postup vícenásobného tažení zdlouhavý a vyžaduje složitější logistiku a nákladné nástroje na více operací. Kromě toho je i vyšší potřeba strojního času a vyšší spotřeba energií.

i

Podstata vynálezu

Výše uvedený nedostatek u tvářených dílů z plechu za tepla odstraňuje způsob výroby charakteristický tím, že se ocelový přístřih ohřátý v peci na teplotu austenitu buď v průběhu transferu do tvářecího nástroje, nebo před uzavřením tvářecího nástroje, nebo v momentě uzavírání nástroje lokálně ochladí na místech, kde na reálném prostorovém výtažku vzniká problém s nedostatkem materiálu a s lokalizací deformace a nadměrné kontrakce vedoucí ke vzniku trhliny. Toto zachlazení může být provedeno například proudem plynu, plyno-kapalné směsi, kapalinou, nebo dotekem s jiným materiálem schopným odvádět teplo vedením, atd. Zahlazení může být provedeno předem zvoleným gradientem, tak aby bylo dosaženo co nejlepšího efektu vzhledem k požadovanému tvaru výtažku. Lokálním zachlazením materiálu v předem definovaných oblastech dojde ke zvýšení přetvářné pevnosti a tím se zabrání v tomto místě lokalizaci deformace a ta se přesune do jiných míst, nebo se rozprostře na rozsáhlejší oblast tak, aby nemohlo docházet vlivem vysoké lokální kontrakce k porušení materiálu a tím ke vzniku trhliny ve výtažku. Toto zachlazení může být provedeno buď v oblasti podchlazeného austenitu, nebo dokonce v oblasti existence směsných struktur obsahující austenit, martenzit, bainit, ferit.

Příklad provedení vynálezu

Přístřih z plechu o tloušťce 1,5 mm z oceli 22MnB5 je ohřát v peci na teplotu 950°C, na této teplotě setrvá v peci po dobu 3 min. Tím dojde kjeho plné austenitizaci. Poté je vyjmut z pece a transferován do nástroje. Před uložením do nástroje je transfer na cca 1 vteřinu přerušen a z trysek umístěných nad přístřihem je řízeným způsobem na přístřih pod tlakem na vybraná místa vyfouknuta směs vzduchu s vodou. Tímto lokálním zachlazením se sníží teplota v požadovaných místech až na teplotu pod 500°C. Tím vzniknou oblasti s vyšším přetvářným odporem. Tímto způsobem diferencovaně rozdělená plasticita materiálu po polotovaru vede k vytvoření požadovaného profilu deformačních vlastností daného přístřihu. Poté následuje dokončení transferu přístřihu do nástroje, ve kterém je provedeno tváření polotovaru hlubokým tažením. Celý tento transfer přístřihu z pece do nástroje, včetně procesu lokálního zachlazení trvá cca 10 s. Po deformaci zůstává polotovar v nástroji uzavřen dalších 15 stak, aby došlo k vytvoření požadované zákalné struktury. Tím poklesne teplota výtažku pod teplotou 150°C. Tím je rovněž dokončen vývoj struktury. Poté je výlisek vyjmut z formy a na transportním zařízení dále dochlazen na teplotu okolí.

Průmyslová využitelnost

Vynález lze široce uplatnit v oblasti zpracování plechu při hlubokém tažení zatepla, zejména při výrobě tvarově složitých dílů s velkou hloubkou stěny finálního tvaru, které nejsou vyrobitelné běžným postupem najeden tah.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby ocelových dílů metodou hlubokého tažení ocelových plechů zatepla vyznačující se tím, že polotovar se ohřevem uvede do stavu austenitu a následně se na místech s budoucí nežádoucí deformací zachladí pod teplotu austenitu načež se proces tváření dokončí.
2. 2. Způsob výroby ocelových dílů podle nároku 1 vyznačující se tím, že polotovar se po ohřevu do stavu austenitu před vložením do tvářecího nástroje zachladí v místech s nežádoucích deformaci.
3. 3. Způsob výroby ocelových dílů podle nároku 1 vyznačující se tím, že polotovar po ohřevu do stavu austenitu po vložení do tvářecího nástroje zachladí.