Компоненти матриці для штампування з твердого сплаву: підберіть сорт до типу матриці або заплатите двічі

Що таке твердосплавні штампові компоненти

Уявіть собі, що прогресивний штамп працює зі швидкістю 800 ударів на хвилину, виробляючи мільйони деталей на рік. У такому темпі звичайні пуансони та кнопки з інструментальної сталі швидко зношуються, розміри виходять за допустимі межі, а незаплановані простої з’їдають запаси. Саме через цей сценарій інженери звертаються до карбіду.

Компоненти матриці для штампування з твердого сплаву – це прецизійно{0}}виготовлені інструментальні елементи, такі як пуансони, кнопки матриці, направляючі, знімачі та пластини для зношування, виготовлені з цементованого карбіду вольфраму (WC), зв’язаного металевою сполучною речовиною, наприклад кобальтом або нікелем. Вони замінюють звичайні деталі з інструментальної сталі всередині штампової форми, щоб забезпечити чудову твердість, зносостійкість і стабільність розмірів у-великих серіях виробництва.

Визначення компонентів матриці для штампування твердих сплавів

Цементований карбід виробляють за допомогою порошкової металургії: порошок-карбіду вольфраму змішують зі сполучною речовиною, ущільнюють у формі та спікають під інтенсивним нагріванням і тиском, доки не утвориться твердий шматок. У результаті виходить матеріал, значно міцніший за термічно-оброблену інструментальну сталь. Щоб пояснити це в перспективі, 6-відсотковий клас карбіду кобальту реєструє приблизно 92 HRA, тоді як загартована інструментальна сталь досягає приблизно 62 HRC, що є значно нижчим значенням твердості за порівнянною шкалою перерахунку.

Ця твердість безпосередньо перетворюється на стійкість до стирання. Під час операцій штампування, які включають формування, штампування та різання на високих швидкостях, твердосплавні компоненти залишаються гострими та стабільними розмірами набагато довше, ніж їх сталеві аналоги. Такі завдання, як пробивання невеликих отворів у твердих матеріалах, можуть бути навіть нездійсненними без інструменту з карбіду вольфраму.

Де карбід підходить у вузлі матриці

У штамповці карбід не замінює всю структуру. Верхня та нижня матриці, або башмак, зазвичай виготовляються із середньо{1}}вуглецевої сталі, як-от сталь 45, загартованої та відпущеної до 25-30 HRC для забезпечення структурної підтримки. Твердосплавні компоненти розташовані всередині цього каркасу як робочі елементи, які безпосередньо контактують із матеріалом смуги: ріжучі пуансони, формувальні вставки, кнопки матриці, напрямні, які розташовують смугу, і зносостійкі пластини, які забезпечують ковзний контакт.

Подумайте про це так: сталева рама поглинає та розподіляє навантаження преса, тоді як твердосплавні елементи справляються з фактичним різанням, формуванням та напрямком у місцях, де стирання та удари найбільш зосереджені. Завдяки використанню пуансонів і кнопок із твердосплавними вставками в штампи для штампування інструменти залишаються гострішими протягом тривалого часу, що максимізує якість продукції та може подовжити термін служби інструменту до 10 разів порівняно зі сталлю.

То навіщо використовувати твердий сплав у вузлах матриці замість інструментальної сталі? Відповідь зводиться до економіки виробництва.Твердосплавні компоненти матриці для великого обсягу штампуванняскоротити цикли заточування, підтримувати жорсткіші допуски при більш тривалих циклах і мінімізувати брак від зношеного інструменту. Для операцій штампування мільйонів деталей розрив у продуктивності між твердосплавною та інструментальною сталлю не є граничним; це різниця між прибутковими пробігами та постійними пожежами на прес-залі.

Компроміс- полягає в тому, що карбід за своєю суттю більш крихкий, ніж пластична інструментальна сталь. Концентрація напруги в гострих кутах або неправильні зазори можуть ініціювати тріщини, які швидко поширюються. Успішне застосування твердого сплаву залежить від відповідності правильного сплаву, геометрії та опорної структури конкретним вимогам до кожного положення компонента в матриці. Цей процес вибору, від властивостей матеріалу через класифікацію класу до -типу-окремих рішень, є саме тим, що детально розкривається в наступних розділах.

Властивості твердосплавного матеріалу, що сприяють продуктивності матриці

Вибір aтвердосплавний компонент для штампуне є універсальним-рішенням-для-всіх. Продуктивність, яку ви отримуєте, залежить від вимірюваних властивостей матеріалу, і розуміння цих властивостей дає вам можливість підібрати правильну формулу для кожної ролі в матриці. Найбільше значення мають чотири показники: твердість, міцність на поперечний розрив (TRS), міцність на стиск і щільність.

Твердість і зносостійкість в умовах штампування

Твердість карбіду для штампів вимірюється за шкалою Роквелла A (HRA), яка краще підходить для надзвичайно твердих матеріалів, ніж шкала HRC, яка використовується для інструментальної сталі. У всіх класах, які зазвичай вказуються для обробки штампами, твердість варіюється від приблизно 82 HRA на найтвердішому кінці до 94 HRA для надтонких складів, оптимізованих для максимальної зносостійкості. Для контексту a6% кобальту ультратонкого сорту (0,4 мкм зерна)досягає приблизно 94 HRA з міцністю на поперечний розрив 3700 МПа, тоді як 20% кобальту із середнім-зерном має близько 82 HRA з TRS вище 2600 МПа.

Чому це важливо для прес-центру? Твердість безпосередньо визначає стійкість до абразивного зношування. Кожен хід преса перетягує матеріал смуги через ріжучу кромку або формувальну поверхню компонента матриці. Більш високі значення HRA означають повільнішу втрату матеріалу на цій межі розділу, що призводить до більших інтервалів між циклами заточування та більшої узгодженості розмірів протягом виробничого циклу.

Міцність на поперечний розрив вимірює, яку силу вигину твердосплавний шматок може поглинути перед розривом. У штампуванні TRS має значення для таких компонентів, як тонкі пуансони або направляючі, які відчувають бічне навантаження. Марка з TRS 3700 МПа витримує значно більшу-напругу поза осею, ніж сплав із тиском 1700 МПа, зменшуючи ризик раптової поломки під час роботи на високій-швидкості. Міцність на стиск, між тим, визначає опір роздавлюючим навантаженням. Тверді сплави з більш дрібними зернами та меншим вмістом сполучної речовини забезпечують винятково високу міцність на стиск, що робить їх придатними для станцій, де велика кількість зосереджена на невеликих площах.

Щільність доповнює картину. Стандартний карбід, зв’язаний кобальтом, коливається від приблизно 13,5 г/см3 при 20% вмісту кобальту до майже 15,0 г/см3 при 6% кобальту. Хоча щільність безпосередньо не визначає поведінку зношування, вона служить швидким індикатором якості: відхилення від очікуваної щільності для даного сорту можуть вказувати на проблеми з пористістю або розподілом в’яжучого, що погіршує продуктивність у полі.

Вплив вмісту зв’язуючого та розміру зерна на продуктивність

Дві змінні визначають, де клас карбіду припадає на спектр твердості-порів-в’язкості: вміст кобальтової зв’язки та розмір зерна карбіду вольфраму.

Кобальт діє як «клей», який утримує тверді частинки WC разом. Збільшення вмісту кобальту покращує міцність за рахунок додавання пластичної металевої фази, яка поглинає енергію удару та протистоїть поширенню тріщин. Компромісом є менша твердість, оскільки м’якша сполучна речовина займає більше об’єму. 6% вміст кобальту із середнім розміром зерна реєструє близько 91 HRA з TRS 1700 МПа, тоді як підвищення кобальту до 15% знижує твердість до 86.5 HRA, але підвищує TRS вище 2800 МПа. Для компонентів матриці, які зазнають повторних ударів, як-от важких-штампів для заглушки, ця додаткова міцність запобігає катастрофічному сколу краю. Для зношуваних пластин або формувальних вставок, що працюють із легшим-матеріалом, низький вміст кобальту зберігає твердість, необхідну для опору поступовому стиранню.

Не менш потужний вплив має розмір зерна. Більш дрібні зерна WC упаковуються разом щільніше, залишаючи менше місця для більш м’якої сполучної речовини, щоб домінувати на поверхні. Результатом є вища твердість і краще утримання краю при еквівалентному вмісті сполучного. Зносостійкість карбіду з ультрадрібним зерном значно вища, ніж у композицій із середнім-зерном із таким самим відсотком кобальту, тому операції точного штампування дедалі частіше вказують субмікронні та ультрадрібні сорти для компонентів, де різкість країв і обробка поверхні є критичними.

Зверніть увагу на закономірність: зі зменшенням розміру зерна ви отримуєте твердість і зносостійкість, але трохи жертвуєте міцністю на руйнування. У штампуванні це означає, що надтонкий сорт є кращим, якщо основним типом руйнування є поступове зношування та заокруглення країв, тоді як сорт із середнім-зерном є кращим вибором, коли ризик ударного навантаження чи зміщення може спровокувати крихке руйнування.

Практичний висновок для інженерів, які оцінюють компоненти твердосплавних матриць, полягає в тому, що жодна властивість не розповість повної історії. Пуансон, який повинен витримати мільйони ударів по тонкій нержавіючій сталі, вимагає іншого балансу розміру зерна твердого сплаву та утримання кромки, ніж кнопка матриці, що вирубує товсту м’яку сталь при помірних обсягах. Головне – визначити, проти якого режиму руйнування ви плануєте проектувати, абразивного зносу чи руйнування від удару, а також вибрати сполучну-комбінацію зерен, яка усуне цю конкретну загрозу. Це рішення безпосередньо веде до вибору серед встановлених класифікацій сортів, кожна з яких розроблена для забезпечення певного балансу цих конкуруючих властивостей.

Тверді сплави та їх застосування для штампування

Існують класифікації марок саме тому, що жоден твердосплавний склад не впорається з усіма завданнями штампувального штампу. Система класу ANSI C- групує тверді сплави за передбачуваними умовами експлуатації, і розуміння цієї системи допомагає вибрати правильний хімічний склад для кожної позиції в матриці, не переплачуючи чи не зазнаючи недостатньої продуктивності.

Пояснення загальноприйнятих класифікацій твердих сплавів

TheСистема оцінки ANSI C-поділяє карбід вольфраму на функціональні категорії. Для роботи зі штампом ви зустрінете дві основні групи: прямі марки C1-C4 (WC, зв’язані кобальтом, без легуючих добавок) і марки C9-C14, що стосуються зносу та удару, розроблені спеціально для операцій формування та штампування. Марки C5-C8, леговані карбідом титану або карбідом танталу для механічної обробки сталі, іноді з’являються в штампах із використанням смужкових матеріалів із заліза, але частіше зустрічаються в ріжучих пластинах.

Ось як розподіляються найбільш релевантні класи для вибору компонентів матриці:

• C2 (6-10% Co, 90-92 HRA, середньо-дрібне зерно):Прямий сорт-загального призначення з високою твердістю та хорошою зносостійкістю. Спочатку призначений для обробки кольорових металів, C2 добре працює в компонентах матриці, які піддаються абразивному зносу з мінімальним ударом, наприклад, зношувальні пластини та формувальні вставки, що працюють з алюмінієвою або мідною стрічкою.
• C10-C11 (8-13% Co, 88-91 HRA, дрібне або середнє зерно):Цільово-створено для зношених поверхонь, які зазнають легких або середніх ударів. Ці сорти виконують операції штампування та витягування, а також є поширеним вибором для штампів і легших-пробійників.
• C12-C13 (13-16% Co, 87-89 HRA, середньо-велике зерно):Високий вміст кобальту забезпечує міцність, необхідну для важкого формування, карбування та штампування, які поглинають значну енергію удару при кожному ударі.
• Мікрозернисті та субмікронні сорти (3-10% Co, 92-95 HRA, розмір зерен менше 0,8 мікрона):Ці першокласні формули містять ультрадрібні частинки WC для максимальної чіткості країв і стійкості до зношування. Вони перевершують там, де найбільше значення мають точність розмірів і обробка поверхні, зокрема в направляючих, точних пуансонах і вставках із жорсткими-допусками.

Критичний момент, який може приховати нумерація класу C-: вищі числа C не просто означають твердіший матеріал. Як уточнюють галузеві посилання, система класифікації групує класи за типом обслуговування, а не за лінійною прогресією твердості. C13 насправді м’якший за C2, але набагато міцніший, а це саме те, що потрібно для важкого пробійника.

Підбір класів для конкретних компонентів матриці

Вибір оцінок змінюється залежно від компонента, який ви вказуєте. Пілот, який розміщує стрічку зі швидкістю 600 ударів на хвилину, стикається з абсолютно іншими навантаженнями, ніж кнопка матриці, що закриває 2 мм нержавіючу сталь. У наведеній нижче таблиці відображено сорти карбіду за типами компонентів, пов’язуючи хімічний склад із функціональними вимогами:

Коли сорти мікрозерна та субмікрон виправдовують свою перевагу над стандартними рецептурами? Три сценарії роблять різницю у вартості виправданою: коли ви штампуєте тонкі матеріали товщиною менше 0,5 мм, де чітко визначена висота задирок, коли діаметр пуансона падає нижче 1,5 мм і цілісність кромки безпосередньо визначає термін служби інструменту, або коли обсяги виробництва перевищують кілька мільйонів ударів, а подовжені інтервали заточування створюють значну економію простоїв. У цих випадкахсубмікронні градації, що досягають 93-95 HRAзабезпечують помітно довший термін служби між перешліфуваннями.

Щодо всього іншого, стандартні та дрібнозернисті-марки в діапазоні C10-C12 пропонують практичний баланс. Вони коштують дешевше за бланк, вони краще переносять недоліки вирівнювання та передбачувано перемелюються. Розумний підхід полягає в тому, щоб визначати преміальні сорти лише на станціях, де їхні конкретні переваги перетворюються на вимірний приріст виробництва, а не загальне застосування їх у кожній позиції матриці.

Вибір оцінок, однак, розповідає лише половину історії. Той самий сорт C11 поводиться по-різному, як круглий пуансон і круглий пуансон, оскільки геометрія, зазор і напрямок навантаження взаємодіють із властивостями матеріалу. Кожен тип компонента має власний набір функціональних вимог і режимів відмови, які визначають практичну роботу цього класу.

Аналіз твердих сплавів-за-компонентами для штампувальних штампів

Сплав твердого сплаву забезпечує номінальну продуктивність лише в поєднанні з правильною геометрією компонентів, опорною структурою та налаштуванням зазору. Кожна позиція матриці накладає унікальні механічні вимоги, і використання твердого сплаву як альтернативної-заміни інструментальної сталі без коригування навколишнього дизайну є швидким шляхом до тріщин пуансонів і передчасних поломок. Ось що вимагає кожен тип компонента.

Твердосплавні пуансони та направляючі компоненти

Пуансони поглинають найсильніші сили в будь-якій штампі. Кожен удар проганяє пуансон крізь стрічковий матеріал, піддає ріжучу кромку зсуву, а потім втягує її через снаряд. Твердий сплав перевершує тут, оскільки його твердість протистоїть заокругленню краю, яке поступово погіршує якість отворів у пуансонах із інструментальної сталі. У певних конфігураціях із нульовим-зазором твердосплавні пуансони можуть зберігати-допуски без задирок у 10 разів довше, ніж їх сталеві еквіваленти.

Конструкція твердосплавного пуансона для штампування виходить за рамки вибору матеріалу. Оскільки твердий сплав крихкий, геометрія та опорні деталі мають величезне значення. Види руйнування, які запобігає карбід, як-от прогресивне зношування кромки та відхилення розмірів, можуть бути замінені катастрофічним руйнуванням, якщо конструкція ігнорує обмеження карбіду.

• Уникайте гострих внутрішніх кутів на профілях пуансонів. Використовуйте радіуси щонайменше 0,1 мм, щоб зменшити концентрацію напруги, яка ініціює тріщини.
• Зворотні удари із загартованою підкладкою (56-60 HRC) принаймні1,2-1,25 рази товщинистандартної сталевої опорної пластини для розподілу стискаючого навантаження.
• Зберігайте консервативні співвідношення довжини-до-діаметра штампа. Тонкі твердосплавні пуансони підсилюють бічний прогин, і твердосплав не згинається перед тим, як зламається.
• Вкажіть направлене зачистка, щоб запобігти боковому навантаженню під час втягування. Некерована зачистка є однією з найпоширеніших причин руйнування пуансона.
• Використовуйте механічні або гарячі-методи кріплення. Збірка з гарячою-гільзою використовує різницю в тепловому розширенні між сталевими тримачами та твердосплавними вставками, створюючи інтерференційну посадку при 500-600 градусах Цельсія з інтерференцією діаметра 0,6-1%.

Пілоти стикаються зі схожою, але окремою проблемою. Їх робота полягає в розміщенні смуги, а не в різанні, тому вони зазнають переважно абразивного зносу від ковзання, коли входять у попередньо-пробиті отвори на високій швидкості. Твердосплавні компоненти пілота запобігають виникненню несправностей, які неприємні для сталевих пілотів: зменшення діаметра внаслідок абразивного зносу призводить до неправильного узгодження смуги, що каскадом перетворюється на помилки розмірів на всіх наступних станціях. Субмікронний твердосплавний пілот зберігає свій діаметр протягом мільйонів циклів, зберігаючи вирівнювання--станції в межах специфікації набагато довше, ніж альтернативи із загартованої інструментальної сталі.

• Укажіть субмікронні або ультратонкі сорти (92-94 HRA) для пілотів, де допуски на реєстрацію смуг жорсткі.
• Сконструюйте направляючі наконечники з невеликими звуженнями або радіусами, а не плоскими кінцями, щоб зменшити силу удару при вході.
• Переконайтеся, що в направляючих отворах у смузі очищені задирки, щоб запобігти асиметричному навантаженню на направляючому кінчику.

Кнопки матриці та пластини для зносу з твердого сплаву

Кнопки матриці — це жіночі ріжучі елементи, які отримують пуансон. Вони сприймають однакові зусилля зрізу, але з протилежного напрямку, а їхні ріжучі кромки мають протистояти як абразивному зносу від проходження смуги, так і мікро-відколам, які накопичуються на гострих ріжучих ділянках. Порівнюючи кнопки з твердосплавної матриці та кнопки з інструментальної сталі, розрив у продуктивності найбільш помітний у терміні служби кромки: кнопки з інструментальної сталі зазвичай потребують повторного заточування кожні 50 000–200 000 ударів залежно від матеріалу смуги, тоді як твердосплавні кнопки в тому самому застосуванні регулярно досягають від 500 000 до понад мільйона ударів між сервісними інтервалами.

Твердосплавний сплав усуває несправності – це прогресуюче зношування поверхні, яке відкриває різальний зазор, створює задирки та змушує незаплановані зупинки для заточування. Твердий сплав, якщо його неправильно вказати, викликає поломку, це сколювання кромки через надмірний зазор або зміщення.

• Підберіть марку ґудзика для штампу до матеріалу смуги: твердіші склади з меншим-кобальтом для алюмінію та міді; міцніший, вищий{1}}кобальт для нержавіючої сталі та високо{2}}міцних низько-легованих матеріалів.
• Зберігайте зазор для різання в межах 5-10% товщини смуги на кожну сторону. Занадто великий зазор створює напругу розтягування на ріжучій кромці, яку твердий сплав погано переносить.
• Застосуйте кромкові фаски або відточені радіуси на різальні ділянки. Гострі, незахищені краї особливо вразливі до сколів у твердому сплаві, а невелика фаска значно знижує ризик зламу, не впливаючи на якість деталей.
• Натисніть-кнопки матриці на загартовані фіксатори з належним натягом, щоб забезпечити рівномірну підтримку по всьому колу.

Твердосплавні пластини для штампування виконують принципово іншу роль. Вони не ріжуть матеріал; вони протистоять ковзаючому стиранню під час руху смуги по напрямних поверхнях і підйомних рейках. Оскільки зносостійкі пластини стикаються з суто абразивними умовами без ударних ударів, вони є ідеальними кандидатами для низьких-кобальтових і високих{3}}класів твердості (діапазон C2, 6-8% Co), які максимізують твердість поверхні. Полірована поверхня, досягнута на карбіді, також зменшує тертя та запобігаєзнос спайок або потертостіщо спричиняє накопичення матеріалу на сталевих поверхнях.

• Відполіруйте поверхні пластин до дзеркального покриття (Ra менше 0,1 мікрона), щоб мінімізувати тертя та запобігти перенесенню матеріалу.
• Переконайтеся, що зносостійкі пластини повністю спираються знизу; непідтримувані прольоти створюють напругу вигину, яку карбід не може витримати.
• Використовуйте прямі сорти з низьким вмістом -кобальту (6-10% Co), де присутні корозійні мастильні матеріали або кислотні середовища, або розгляньте сорти з нікелевим зв’язком для покращення корозійної стійкості.

Стриппері та спеціальні вставки

Знімачі виштовхують смужковий матеріал з пуансона після кожного удару. Вони відчувають повторювані контакти, бічні сили від натягу стрічки та випадковий удар, коли годування стрічки вагається. Твердосплавні знімачі менш поширені, ніж твердосплавні пуансони чи кнопки, але вони заслуговують на своє місце у високо-швидкісних прогресивних штампах, де сталеві знімачі зношуються в канавки, які зачіпають стрічку.

Пріоритетом дизайну тут є міцність із адекватною зносостійкістю, що робить марки C10-C12 із 10-15% кобальту стандартним вибором. Підпружинена виштовхувальна пластина повинна підтримувати зазор, що перевищує максимальну товщину смуги принаймні на 0,05 мм, щоб запобігти удару по твердосплавній ріжучій кромці під час роботи.

• Щоб запобігти бічному контакту з ріжучими краями пуансона, використовуйте напрямні конструкції знімача з кульковими{0}}типовими напрямними.
• Укажіть середню-зернистість, вищий-кобальт, який витримує повторювані удари без мікро-тріщин.
• У сценаріях модернізації твердосплавні пластини для знімання можуть замінити контактну поверхню наявного сталевого знімача без перепроектування всієї пластини.

Цей підхід до модернізації застосовується широко. Вирішуючи, коли оновити компоненти матриці на твердосплавні, не завжди потрібно повне відновлення матриці. Окремі пуансони, кнопки, направляючі або зношувані пластини можна замінити на твердосплавні незалежно на станціях, які зазнають найшвидшого зносу або найчастіших відмов. Почніть із компонентів, які призводять до найтриваліших простоїв, виміряйте збільшення терміну служби та розширте використання карбіду на основі фактичних даних про виробництво.

Кожен компонент розповідає вам про те, як працює матриця в цілому. Але тип матриці, незалежно від того, прогресивна, перехідна чи складена, визначає, які компоненти зазнають найбільшої сукупної напруги та де розміщення карбіду забезпечує найбільшу віддачу.

Як тип матриці формує рішення щодо твердосплавних компонентів

Не кожна матриця прогорає інструменти з однаковою швидкістю або в однакових місцях. Концентрати прогресивної матриці, що працюють на конекторах зі швидкістю 1200 ударів на хвилину, зношуються зовсім інакше, ніж матриця передачі, утворюючи глибоко{3}}витягнуті автомобільні корпуси зі швидкістю 40 ударів на хвилину. Сама архітектура матриці визначає, де карбід приносить найбільшу віддачу, а де він буде надмірним.

Розташовані за типовою інтенсивністю використання твердого сплаву, типи штампів розподіляються в чітку ієрархію:

1. Прогресивні плашки- найвища потреба в твердому сплаві через екстремальну кількість ходів, багато-сукупний знос і вимоги до вузької реєстрації смуги.
2. З'єднання гине- помірний-–-високий попит, оскільки одночасні операції різання зосереджують навантаження на обмеженій кількості компонентів, які мають усі разом підтримувати якість краю.
3. Трансферні плашки- вибірковий попит на твердий сплав, зосереджений на конкретних-станціях із високим{1}}зносом, а не на загальному застосуванні в усьому інструменті.
4. Комбіновані матриці- змінний попит, залежно від того, які станції виконують різання проти формування, з твердим сплавом, спрямованим на ріжучі елементи.

Вимоги до карбіду прогресивної матриці

Прогресивні штампи – це робочі конячки для-об’ємного штампування. Стрічка проходить через кілька станцій в одному безперервному циклі, причому кожна станція виконує унікальну операцію. Відповідно догалузеві дані, швидкість виробництва може сягати 1200 ударів на хвилину з допусками нижче або мінус 0,001 дюйма. На таких швидкостях навіть незначне зношення на одній станції розповсюджується вниз за течією. Пілот, який втрачає 0,01 мм діаметра, відкидає реєстрацію на кожній наступній станції, ускладнюючи помилки розмірів у всій частині.

Ось чому твердосплавні компоненти для прогресивних штампов, як правило, з’являються майже на кожній критичній станції. Направляючі, ріжучі пуансони, кнопки матриці та напрямні стрічки стикаються з невпинним накопичувальним зносом. Логіка вибору твердосплавної матриці з високою частотою ходу тут проста: кандидатом є будь-який компонент, який контактує зі смугою на швидкості та має зберігати розмір протягом мільйонів циклів.

Складність прогресування смуги додає ще один рівень. Поступовий штамп із 20-станціями для виготовлення автомобільного з’єднувача може включати станції проколювання, нарізки, формування та відсікання. Станції проколювання та відсікання відчувають чисте навантаження на зсув і виграють від твердих субмікронних марок з низьким вмістом кобальту. Станції формування, навпаки, потребують більш міцних марок, які протистоять впливу операцій згинання. Інтелектуальне розміщення твердого сплаву в прогресивних штампах означає підвищення чи зменшення сортування за станцією, а не вказівку однієї рецептури по всій дошці.

Розглядання трансферу та складного штампу

Передавальні матриці рано відокремлюють заготовку від стрічки та вільно переміщують її між станціями за допомогою механічних систем перенесення. Ця архітектура зазвичай працює з меншою частотою ходів, і кожна станція працює на окремій частині, а не на з’єднаній смузі. Результатом є менший кумулятивний позиційний знос направляючих і направляючих, оскільки немає смуги для реєстрації, але більша локалізована напруга при формуванні пуансонів і вставок, що формують складну геометрію.

Рішення про розміщення твердосплавних матриць для перенесення зосереджені на пуансонах глибокої-витяжки, станціях обрізки та будь-яких формувальних пластинах, які працюють із високоміцними-матеріалами. Матриці передачі відрізняються складною геометрією та великими деталями, часто в панелях кузова автомобіля та конструкціях, де нержавіюча сталь або вдосконалені високо-сталеві стрічки прискорюють абразивне зношування. Самі направляючі та механізми передачі рідко виправдовують твердосплавні, оскільки контактний тиск нижчий, а заміна простіша.

Складні матриці виконують кілька операцій різання за один хід на одній станції. Оскільки все відбувається одночасно, кожна ріжуча кромка матриці має залишатися гострою разом. Якщо один елемент деградує, вся частина виходить за межі специфікації. Вимоги до складного твердого сплаву схиляються до рівномірного вибору марки для всіх ріжучих компонентів. Наприклад, матриця з плоскою шайбою, що має як заглушку, так і прошивку, найкраще працює з відповідними твердосплавними пластинами, тому всі кромки досягають межі служби за однаковий інтервал, що дозволяє проводити одноразове повторне шліфування, а не ступеневе обслуговування.

Застосування в промисловості додатково формує ці рішення. Застосування твердосплавних штампів для автомобільного штампування часто пов’язано з високо-сталями та алюмінієвими сплавами в об’ємі, що перевищує один мільйон деталей на рік, що підштовхує прогресивні та перехідні матриці до широкого використання твердосплавних сплавів на станціях різання. Тим часом штампування HVAC часто передбачає використання тоншої міді та алюмінію на екстремальних швидкостях, акцентуючи увагу на твердосплавних пластинах і пуансонах малого-діаметра, які інакше зношувалися б за кілька днів. Матеріал, який штампується, взаємодіє з типом матриці, щоб точно визначити, де вкладення твердого сплаву має сенс, що безпосередньо веде до ширшого питання про те, чи є твердий сплав взагалі виправданим-для певного застосування.

Вибір правильного твердого сплаву для штампування

Знати, що карбід перевершує інструментальну сталь, це одне. Знати, чи є це фінансово доцільним для вашої конкретної роботи, є іншим. Не кожна штампова станція потребує твердого сплаву, і не кожен виробничий цикл виправдовує авансову премію. Питання полягає не в тому, чи краще карбід? а скоріше "де окупається карбід, враховуючи те, що я штампую, скільки деталей мені потрібно та що робить мій прес?"

Змінні застосування, які виправдовують вибір твердого сплаву

П'ять змінних взаємодіють, щоб визначити, чи твердосплавні компоненти заслуговують на збереження в даній матриці. Оцінюйте їх разом, а не окремо, оскільки один сприятливий фактор рідко виправдовує інвестиції сам по собі.

Матеріал, що штампується.Це єдиний найсильніший драйвер. Абразивні матеріали, як-от нержавіюча сталь, ламінування кремнієвої сталі та високо-міцні низько-леговані сталі, різко прискорюють знос інструментальної сталі. Критерії вибору твердих сплавів для штампування нержавіючої сталі значною мірою схиляються до субмікронних марок, оскільки вміст хрому в смузі діє на ріжучі кромки, як дрібний наждачний папір. М’які матеріали, як-от низько-вуглецева сталь, мідь і алюміній, менш важкі, але навіть алюміній може спричинити знос (задир), якому полірована твердосплавна поверхня протистоїть набагато краще, ніж інструментальна сталь. Оцінюючи, як матеріали підкладки впливають на вибір інструментів,Ресурс матеріалів YICHENє корисною відправною точкою для порівняння властивостей штампованого матеріалу, які впливають на вимоги до компонентів матриці для застосувань з алюмінію, сталі, нержавіючої сталі, латуні та магнію.

Обсяг виробництва.Поріг обсягу виробництва для твердосплавних матриць зазвичай знаходиться в діапазоні від 500 000 до 1 000 000 загальних ударів для більшості застосувань. Нижче цього діапазону якісна інструментальна сталь часто забезпечує прийнятний термін служби за меншої початкової вартості. Крім того, збільшені міжсервісні інтервали твердосплавного сплаву сприяють суттєвій економії за рахунок скорочення часу простою, меншої кількості циклів повторного шліфування та стабільнішої якості деталей протягом циклу. Високошвидкісні прогресивні плашки, на яких працюють роз’ємні штифти або електричні контакти за мільйони ходів, значно перевищують цей поріг за кілька тижнів, що робить карбід майже обов’язковим.

Тонаж преса і товщина смуги.Більший тоннаж, зосереджений на невеликих площах різання, створює напругу стиску, яка швидше перевищує робочі межі інструментальної сталі. Товстий смуговий матеріал (понад 2 мм у сталі) створює пропорційно більші сили зсуву на ріжучій кромці. Обидві умови сприяють винятковій міцності твердого сплаву на стиск, але застосування товстого-калібру також вимагає міцніших марок (з більшим вмістом кобальту), щоб поглинати енергію удару без сколів.

Складність частини.Деталі з великою кількістю близько розташованих отворів, вузькими радіусами кутів або дрібними деталями становлять небезпеку ударів малого{0}}діаметра. Ці пуансони зношуються швидше, оскільки менша площа поверхні розподіляє силу зсуву. Твердий сплав часто є єдиним практичним рішенням, коли діаметр пуансона падає нижче 1,5 мм або коли специфікації задирок надзвичайно жорсткі.

Використовуйте цей контрольний список, щоб визначити, коли використовувати твердий сплав у штампах для конкретного застосування:

• Ви штампуєте абразивні або високоміцні -матеріали (нержавіюча сталь, HSLA, кремнієва сталь)?
• Чи перевищує ваш загальний обсяг виробництва 500 000 деталей на набір матриць?
• Діаметр пуансона менше 2 мм чи співвідношення довжини-до-діаметра більше 4:1?
• Чи потребують нинішні інструментальні сталеві компоненти заточувати більше одного разу на 100 000 ударів?
• Чи коштує незапланований простой через зношений інструмент дорожче, ніж планове технічне обслуговування?
• Чи вимагає ваша специфікація деталі висоту заусенців менше 0,05 мм?
• У вас постійно частота ударів вище 400 за хвилину?

Якщо застосовуються три або більше з цих умов, твердосплавні компоненти, ймовірно, забезпечуватимуть нижчу вартість деталі протягом виробничого циклу, навіть із вищими початковими інвестиціями.

Рішення щодо модернізації та нового будівництва

Інженери, які стикаються з модернізацією твердосплавного штампа чи новою конструкцією, мають більшу гнучкість, ніж багато хто уявляє. Повністю твердосплавний штамп має сенс під час розробки нового інструменту для підтвердженої програми великого обсягу-. Ви можете оптимізувати зазори, розміри опорної пластини та геометрію тримача для конкретних вимог твердосплавного сплаву з самого початку, включаючи більш товсті опорні пластини (стандарт 1,2-1,25x) і жорсткіші допуски на напрямні, що вимагає твердосплавний сплав.

Модернізація — це розумніший шлях, коли існуючий штамп із інструментальної сталі працює, але на певних станціях працює погано. Щоб отримати переваги карбіду, вам не потрібно відновлювати весь штамп. Загальні цілі модернізації включають:

• Заміна найшвидше{0}}зношуваних пуансонів на твердосплавні еквіваленти зі збереженням наявної пластини пуансона та тримача.
• Заміна інструментальних сталевих кнопок матриці на твердосплавні пластини на станціях різання, що керує вашим графіком заточування.
• Модернізація пілотів до твердосплавних, коли неправильна реєстрація смуги спричиняє дрейф якості за потоком.
• Додавання твердосплавних зносостійких пластин до напрямних поверхонь, на яких видно канавки або накопичення матеріалу.

Підхід до модернізації працює, оскільки твердосплавні компоненти часто можна відшліфувати до тих самих зовнішніх розмірів, що й їхні попередники з інструментальної сталі, вставляючи їх у існуючі фіксатори та тримачі. Основним обмеженням є забезпечення належної підтримки існуючої конструкції матриці. Твердосплавний пуансонний прес-встановлюється в тримач, розроблений для вставки з м’якшої сталі, і може потребувати оновлення опорної пластини, щоб запобігти розтріскуванню під навантаженням.

Почніть з даних. Відстежуйте, які станції генерують найбільше простоїв і брухту, а потім націлюйтеся на ці позиції для модернізації карбіду. Перед розширенням виміряйте збільшення терміну служби протягом двох або трьох циклів заточування. Цей поетапний підхід обмежує ризик і створює внутрішній набір даних про вартість-за-деталь, який виправдовує ширше застосування твердого сплаву на основі фактичних умов виробництва, а не загальних оцінок.

Незалежно від того, обираєте ви модернізацію чи нову конструкцію, реальна вигода від карбіду матеріалізується лише тоді, коли ви враховуєте його повний економічний вплив протягом усього життєвого циклу виробництва, а не лише позиції замовлення на придбання.

Загальна вартість володіння компонентами твердосплавних матриць

Замовлення на купівлю твердосплавних компонентів завжди викликає наклейку. Початкова ціна може бути в 3-5 разів вищою, ніж еквівалентна деталь із інструментальної сталі, а для складних геометрій, які вимагають обробки EDM, множник зростає далі. Це число, яке сидить самотньо на аркуші цитат, вбиває карбідні проекти ще до їх початку. Але це майже нічого не говорить вам про фактичну вартість компонента протягом терміну служби.

Попередня вартість порівняно з довгостроковою вартістю

Загальна вартість володіння компонентом твердосплавної матриці враховує кожен долар, витрачений з моменту входу компонента в матрицю до кінця терміну служби. Так, це включає ціну придбання, але також витрати на повторне шліфування, час простою преса під час кожного технічного обслуговування, брухт, який утворюється внаслідок зносу кромок, роботу з перевірки якості, пов’язану з відхиленням розмірів, і альтернативну вартість деталей, які не виготовляються, поки прес простоює.

Подумайте, що відбувається з кнопкою матриці з інструментальної сталі, яку потрібно заточувати кожні 100 000 ударів. Кожна подія повторного шліфування означає зупинку преса, витягування матриці, транспортування її в інструментальну, виконання шліфування, повторне встановлення матриці та виконання першої-перевірки артикула перед відновленням виробництва. Твердосплавна кнопка в тому самому положенні може натиснути від 500 000 до понад мільйона, перш ніж знадобиться обслуговування. Це означає, що виключаються чотири або більше подій з технічного обслуговування, кожна з яких несе власну оплату праці, логістику та втрату-виробничих витрат.

Порівняння терміну експлуатації матриці з твердосплавної та інструментальної сталі стає ще більш одностороннім, якщо взяти до уваги якість деталей. Коли кромка інструментальної сталі зношується, висота задирок повзе вгору, розміри зміщуються, а кількість брухту поступово зростає. Ви можете не помітити погіршення якості, доки інспекція не помітить партію, після чого перероблені або списані деталі додають вартості, яка ніколи не відображається в рядку бюджету інструментів. Стабільність розмірів карбіду пригнічує повзучість, зберігаючи постійну якість деталей набагато глибше в процесі виробництва.

Розрахунок беззбитковості модернізації карбіду

Аналіз беззбитковості твердосплавних штампувальних компонентів не потребує складного фінансового моделювання. Вам потрібні чотири точки даних із вашої поточної операції: вартість кожного випадку технічного обслуговування інструментальної сталі (включно з оплатою праці, простоями та втратою виробництва), частотою виникнення цих подій, витратами на брак і переробку, пов’язаних із зносом кромки між інтервалами технічного обслуговування, і загальним обсягом виробництва, який має забезпечити матриця.

Розрахунок має просту структуру:

• Загальна вартість інструментальної сталі=(первісна вартість) + (вартість на технічне обслуговування х кількість подій протягом терміну виробництва) + (вартість брухту/переробки, пов’язана з зносом)
• Загальна вартість твердосплавного сплаву=(початкова вартість) + (вартість на технічне обслуговування х зменшена кількість подій) + (зменшена вартість брухту/переробки)
• Точка беззбитковості=обсяг виробництва, при якому загальна вартість твердого сплаву падає нижче загальної вартості інструментальної сталі

The breakeven point arrives faster when any of these conditions intensify: the material being stamped is highly abrasive, downtime costs per hour are high due to press utilization pressure, scrap costs are significant because the stamped material itself is expensive, or the die runs continuously at high stroke rates that compress maintenance intervals into days rather than weeks.

Твердосплавна матриця скорочує час простою, що збільшує економію з часом, оскільки кожна уникнута зупинка преса несе фіксовані накладні витрати, незалежно від того, чи триває зупинка 30 хвилин чи дві години. На пресовій лінії, яка виконує-вчасно-складання, одна незапланована зміна інструменту може порушити подальші графіки далеко за межі прямого періоду технічного обслуговування. Ці каскадні витрати рідко з’являються в простому порівнянні-життя інструментів, але домінують у реальній-економіці.

Чесне застереження: твердосплавний сплав не завжди виграє при розрахунку TCO. Малі-тиражі до 500 000 деталей, м’які стрічкові матеріали, які ледве навантажують інструментальну сталь, або прототипи матриць, які, як очікується, зазнають змін у конструкції, можуть ніколи не досягти точки беззбитковості. Значення цих чисел полягає в тому, щоб точно визначити, які компоненти яких матриць перевищують порогове значення, тому ви інвестуєте карбідні долари там, де прибутки реальні, а не припущені.

Однак правильний економічний підхід має значення лише в тому випадку, якщо твердосплавні компоненти справді забезпечують свій номінальний термін служби на практиці. Це повністю залежить від того, як вони обробляються, обслуговуються та контролюються після їх встановлення в матрицю.

Підтримка та продовження терміну служби твердосплавних компонентів

Твердосплавний пуансон, розрахований на мільйон ударів між повторними шліфуваннями, не досягне цієї кількості, якщо його впустять на сталевий стіл, встановлять у неправильно відрегульовану матрицю або працюватимуть без належного змащення. Властивості матеріалу - це лише половина рівняння. Інша половина — це експлуатаційна дисципліна: те, як ви обробляєте, налаштовуєте, контролюєте та обслуговуєте ці компоненти, визначає, чи отримаєте ви повну віддачу від своїх інвестицій у карбід, чи витратите їх передчасно.

Найкращі практики технічного обслуговування та повторного шліфування

Карбід твердий, але він також крихкий. Ця комбінація вимагає іншого мислення щодо обслуговування, ніж те, яке більшість магазинів застосовують до інструментальної сталі. Ви не можете втиснути твердосплавний пуансон у фіксатор за допомогою молотка, кинути його в ящик з іншими інструментами або відшліфувати на стандартному колі з оксиду алюмінію. Кожен із цих ярликів призводить до пошкодження, яке скорочує термін служби або викликає раптовий вихід з ладу.

Почніть з обробки. Завжди поводьтеся з твердосплавними компонентами як з точними інструментами. Зберігайте їх окремо в м’яких контейнерах, чітко маркованих і розділених, щоб вони не торкалися один одного або твердих поверхонь. Навіть масло для відбитків пальців може з часом викликати проблеми, тому працюйте в чистих рукавичках і тримайте місця зберігання сухими, щоб запобігти корозії будь-яких сталевих частин вузла.

Для повторного шліфування твердосплавних штампувальних пуансонів потрібні алмазні круги, а не звичайні абразиви. Твердість карбіду просто руйнує диски з оксиду алюмінію або карбіду кремнію, перш ніж вони ефективно ріжуть. Щоб запобігти термічному утворенню тріщин, використовуйте алмазний -алмазний круг зі смолою або заскловане з належним потоком охолоджуючої рідини. Зверніть увагу на такі параметри:

• Видаліть мінімум матеріалу, необхідного для відновлення чистої ріжучої кромки, як правило, від 0,02 до 0,05 мм за повторне шліфування.
• Зберігайте рівномірну обробку поверхні по всій поверхні різу. Нерівномірне шліфування залишає напругу, яка ініціює відколи країв під час експлуатації.
• Точне збереження оригінальної геометрії. Кути зсуву, задні звуження та рельєфні елементи виконують певні функції, і зміна їх під час повторного заточування усуває переваги продуктивності, які вони забезпечують.
• Перевірте площинність і перпендикулярність після шліфування. Навіть нахил 0,01 мм поперек поверхні пуансона створює нерівномірне навантаження, яке твердий сплав переносить погано.
• Розмагнічуйте компоненти після будь-якої операції шліфування, щоб запобігти прилипанню металевих частинок під час зберігання або повторного встановлення.

Догляд за обробкою поверхні виходить за рамки повторного шліфування. Поліровані кнопки матриці та захисні пластини слід періодично полірувати-, щоб зберегти їхні характеристики низького{2}}тертя. Накопичення матеріалу або мікро-подряпини на проході смуги збільшують тертя, прискорюють виділення тепла та сприяють заїданню. Швидке полірування алмазною пастою під час запланованого технічного обслуговування зберігає поверхню в робочому стані.

Стратегія змащення також відіграє безпосередню роль у подовженні терміну служби компонентів твердосплавної матриці. Відповідне мастило створює бар’єрну плівку між матеріалом стрічки та поверхнею твердого сплаву, зменшуючи як абразивний знос, так і перенесення клею. Вибирайте мастила, розроблені спеціально для матеріалу вашої смуги, і забезпечте рівномірне нанесення по всій ширині смуги. Недостатнє змащування на одному краю стрічки зосереджує знос на одній стороні компонентів матриці, створюючи асиметричне погіршення, яке скорочує термін служби та спотворює якість деталей.

Перевірка вирівнювання належить до кожної процедури налаштування матриці, а не лише під час початкового встановлення.Зміщення є тихим вбивцею терміну служби твердосплавної матриці, спричиняючи нерівномірний розподіл напруги, що навантажує одну сторону пуансона чи гудзика понад межу руйнування. Використовуйте циферблатні індикатори, щоб підтвердити концентричність штампу-до-матриці перед запуском виробництва. Кілька хвилин перевірки запобігають годинам незапланованого простою через зламаний компонент.

Контроль зносу та час заміни

Знання того, коли твердосплавний компонент потребує уваги, — це різниця між запланованим 30-хвилинним повторним шліфуванням і аварійним демонтажем зі списаними деталями в смітник. Карбід не дає таких же поступових попереджень, як інструментальна сталь. Сталеві краї поступово перекочуються, утворюючи задирки, що поступово погіршуються. Твердосплавні кромки, як правило, тримаються гострими набагато довше, а потім швидко деградують, коли знос досягає критичного порогу. Така поведінка робить проактивний моніторинг необхідним.

Зверніть увагу на ці попереджувальні знаки, які вказують на те, що твердосплавний компонент потребує обслуговування:

• Висота задирок перевищує специфікацію на штампованих деталях, особливо раптове збільшення, а не поступова тенденція.
• Видимі смуги зносу або поліровані кільця на різальній поверхні пуансонів або кнопок матриці.
• Мікро-відколи вздовж ріжучих кромок, видимі під збільшенням, навіть якщо розміри деталей залишаються в межах допуску.
• Збільшене зусилля зачистки або проблеми з підйомом смуги, що вказує на шорсткість поверхні або адгезію матеріалу на бічних стінках пуансона.
• Зміщення розмірів у штампованих деталях, особливо діаметри отворів, що схиляються до верхньої межі допуску.
• Чутні зміни звуку преса під час штампування, які можуть сигналізувати про розвиток тріщин або ослаблення вставок.

Коли ви помічаєте ці індикатори, постає питання, чи можливе відновлення, чи термін служби компонента закінчився. Відновлення працює, коли знос обмежений поверхнею різання, а довжина компонента, що залишилася, дозволяє видаляти матеріал без падіння нижче мінімальних функціональних розмірів. Більшість твердосплавних пуансонів витримують багаторазове повторне шліфування, якщо загальна довжина залишається в межах діапазону налаштування набору матриць. Кнопки матриці, так само, можна повторно шліфувати на їхній ріжучій поверхні кілька разів, перш ніж ширина поверхні перевищить допустимі межі.

Заміна стає необхідною, коли відколи поширюються нижче ріжучої поверхні всередину корпусу, коли тріщини видно в будь-якій точці уздовж компонента або коли кумулятивні перешліфування вкоротили деталь за межі її придатної для використання оболонки. Спроба врятувати тріснутий твердосплавний компонент ніколи не варта ризику. Після появи тріщин матриця стає небезпечною, і її необхідно негайно замінити, щоб запобігти катастрофічній поломці, яка може пошкодити тримач матриці, прес або навколишні компоненти.

Поширені помилки, які пошкоджують твердосплавні деталі матриці та скорочують термін їх служби, часто виникають через поводження з ними як із інструментальною сталлю:

• Надмірний зазор матриці.Занадто великий зазор між пуансоном і кнопкою матриці створює напругу для твердосплавної ріжучої кромки під час прориву, твердосплавний стан погано справляється з умовами навантаження. Зберігайте зазори в межах специфікації та перевіряйте їх під час налаштування.
• Надмірний тоннаж.Використання більшої сили преса, ніж необхідно, не покращує якість різання, але прискорює втому від стиснення. Вибирайте розмір преса відповідно до роботи та уникайте над-тоннажності як обхідного шляху для нудного інструменту.
• Неправильна зачистка.Пуансони, які втягуються без керованого зачистки, відчувають бічні сили, які спричиняють відколи бічної стінки. Пружинні знімачі повинні прикладати достатню силу, щоб смуга не зачепилася за пуансон під час втягування.
• Пропуск перевірки вирівнювання.Навіть 0,02 мм зміщення між пуансоном і кнопкою створює асиметричне навантаження на зсув, яке концентрує напругу на одному краю, різко збільшуючи ризик перелому.
• Неправильна твердість опорної пластини.Опорна пластина, м’якша за головку пуансона, дозволяє твердому сплаву проникати в пластину, створюючи концентрацію напруги, яка поширює тріщини.Зіставте твердість опорної пластини з твердістю головки пуансонащоб рівномірно розподілити навантаження.
• Шліфування без охолоджуючої рідини.Сухе шліфування створює термічний удар, який створює підповерхневі мікротріщини, спочатку невидимі, але гарантовано поширюються під час експлуатації.

Ведення детальних службових записів для кожного твердосплавного компонента, включаючи підрахунок ударів між повторними шліфуваннями, видалений матеріал за подію обслуговування та будь-які спостережувані закономірності зносу, формує набір даних, необхідний для точного прогнозування часу технічного обслуговування. Протягом двох-трьох циклів обслуговування з’являються шаблони, які дозволяють заздалегідь планувати повторне подрібнення, а не реагувати на порушення якості. Завдяки цій передбачуваності загальна економічна перевага твердосплавного сплаву стає реальністю, перетворюючи теоретичне подовження терміну служби на фактичний час безвідмовної роботи на цеху.

Наступні кроки щодо вибору компонентів твердосплавної матриці

Дані прогностичного технічного обслуговування, відповідність класів--компонентам і розрахунки беззбитковості вказують на той самий висновок: компоненти твердосплавних штампувальних штампів забезпечують вимірну віддачу, коли процес вибору керується даними застосування, а не припущеннями. Питання для вашої команди полягає не в тому, чи працює твердосплавний сплав, а в тому, де саме у ваших матрицях він окупається найшвидше.

Ключові висновки для інженерів і команд із пошуку

Кожне рішення, описане в цьому посібнику, зводиться до кількох основних принципів. Зберігайте ці спереду та по центру, коли оцінюватимете наступну інвестицію в карбід:

• Вибір класу має відповідати режиму основної відмови компонента. Абразивне зношування потребує складів із низьким-кобальтом і дрібним-зерном. Ударне навантаження вимагає більш високого вмісту кобальту та більш грубої зернистої структури.
• Тип матриці визначає, де твердосплавний сплав приносить найбільшу віддачу. Прогресивним штампам він потрібен широко для пілотів, пуансонів і кнопок. Матриці передачі виграють від цілеспрямованого розміщення на станціях формування та обрізки з-високим зносом.
• Обсяг виробництва встановлює економічний поріг. Більшість застосувань перетинає точку беззбитковості між 500 000 і 1 000 000 загальних ударів, але абразивні смужки або висока частота ударів знижують цю цифру.
• Модернізація — дійсний шлях. Вам не потрібна повна реконструкція матриці, щоб отримати переваги карбіду. Почніть із станцій, на яких найбільше простоїв і брухту, а потім розширте на основі виміряних результатів.
• Дисципліна технічного обслуговування захищає інвестиції. Алмазне шліфування, перевірка правильного вирівнювання та профілактичний моніторинг зносу не підлягають-обговоренню, якщо ви очікуєте, що твердий сплав досягне свого номінального терміну служби.

Карбід забезпечує найвищу рентабельність інвестицій, коли ви штампуєте абразивні матеріали у великих обсягах із жорсткими допусками на розміри, де вартість кожної незапланованої зупинки преса перевищує суму, яку ви заплатили за компонент, який завадив цьому.

Початок оцінки твердосплавного матеріалу

Готові перейти від дослідження до дії? Ця пріоритетна послідовність дає інженерам і групам постачальників практичний контрольний список для вибору компонентів матриці для твердосплавного штампування для роботи:

1. Перевірте поточні дані продуктивності штампа.Визначте, які станції генерують найбільше подій повторного подрібнення, найвищий рівень браку та найтриваліший незапланований простой. Це ваші перші карбідні кандидати.
2. Охарактеризуйте свої вимоги до матеріалу стрічки.Перегляньте механічні властивості та абразивність матеріалів, які ви штампуєте.Ресурс матеріалів YICHENпропонує практичну відправну точку для порівняння властивостей підкладки з алюмінію, сталі, нержавіючої сталі, латуні та магнію, допомагаючи вам зрозуміти, як ваш штампований матеріал визначає вимоги до інструментів.
3. Зіставте хімічний склад кожного цільового компонента.Використовуйте співвідношення розміру зерна та вмісту сполучної речовини, розглянуті раніше, щоб вибрати рецептури, які відповідають вашим конкретним режимам відмови, а не загальним рекомендаціям.
4. Виконайте розрахунок беззбитковості для ваших трьох найкращих кандидатів.Укажіть фактичні витрати на час простою, частоту технічного обслуговування та дані про брак. Якщо цифри спрацьовують для цих станцій, вони, ймовірно, спрацюють і для інших, які стикаються з подібними умовами.
5. Укажіть відповідну інфраструктуру підтримки.Перш ніж замовляти компоненти, переконайтеся, що опорні пластини, фіксатори та системи вирівнювання відповідають вимогам компанії Carbide. Високоякісна сталь, встановлена ​​в невідповідний тримач, виходить з ладу швидше, ніж інструментальна сталь у належному.
6. Встановіть базову лінію вимірювання.Задокументуйте кількість звернень, показники якості деталей та інтервали технічного обслуговування з першого дня, щоб ви могли кількісно оцінити покращення та обґрунтувати подальше застосування твердого сплаву реальними виробничими даними.

Посібник для інженерів із пошуку твердосплавних штампів зрештою зводиться до розгляду кожної позиції компонента як окремої інженерної проблеми. Рівень, геометрія та опорна конструкція, які працюють на одній станції, можуть бути неправильними для наступної. Дозвольте вашим виробничим даним керувати рішеннями, інвестуйте там, де доведена віддача, і звідти розвивайтеся. Завдяки такому дисциплінованому підходу, який-орієнтований на дані, ви не платите двічі: один раз за твердосплавний сплав, який вийшов з ладу через неправильне застосування, і другий раз за заміну, яка нарешті виправить його.

Поширені запитання про компоненти матриці для штампування твердих сплавів

1. Що таке твердосплавні штампові компоненти та для чого вони використовуються?

Твердосплавні штампи — це прецизійні інструментальні елементи, виготовлені з цементованого карбіду вольфраму, зв’язаного кобальтом або нікелем. Вони включають пуансони, кнопки матриці, направляючі, знімачі та захисні пластини, які замінюють деталі інструментальної сталі всередині матриці. Інженери вказують їх, тому що твердий сплав має твердість приблизно 92 HRA порівняно з інструментальною сталлю приблизно 62 HRC, забезпечуючи до 10 разів довший термін служби інструменту у{-серійному виробництві. Цей подовжений термін служби скорочує час простою преса, зберігає жорсткіші допуски при більших тиражах і знижує вартість штампованої деталі.

2. Як вибрати правильну марку твердого сплаву для штампування?

Вибір класу залежить від основного виду відмови компонента. Для перфораторів, які вирізають тонкі матеріали або отвори малого-діаметра, субмікронні марки з вмістом кобальту 3-8% і твердістю 92-94 HRA забезпечують максимальне утримання краю. Для ударної в’язкості важким пуансонам, що обробляють товстий матеріал, потрібні марки C12-C13 із вмістом кобальту 13–16%. Штамповані кнопки, які виконують помірне зрізання, добре працюють із марками C10-C11 із вмістом кобальту 8-13%. Зношувані пластини мають переваги марок C2 з низьким вмістом кобальту, оптимізованих для стійкості до стирання. Зіставте хімічний склад відповідно до того, чи проектуєте ви проти поступового абразивного зношування чи раптового ударного руйнування.

3. Коли економічно-використовувати твердий сплав замість інструментальної сталі в штампах?

Вартість карбіду зазвичай виправдовується,-коли загальний обсяг виробництва перевищує 500 000–1 000 000 ударів. Беззбитковість досягається швидше під час штампування абразивних матеріалів, таких як нержавіюча або кремнієва сталь, частоти ударів понад 400 за хвилину, використання пуансона діаметром менше 2 мм або коли витрати на незапланований простой перевищують витрати на планове обслуговування. Хоча твердосплавний сплав коштує в 3-5 разів дорожче, його подовжені інтервали між повторним шліфуванням, знижені показники брухту та незмінні розміри продукції часто забезпечують нижчу загальну вартість деталі протягом повного циклу виробництва.

4. Чи можу я модернізувати наявні компоненти матриці з інструментальної сталі на твердосплавні, не переробляючи всю матрицю?

Так, модернізація є практичним і поширеним підходом. Твердосплавні компоненти можна відшліфувати, щоб вони відповідали зовнішнім розмірам попередніх інструментальних сталей, вставляючи їх у наявні фіксатори та тримачі. Почніть з визначення станцій, які генерують найбільше простоїв і брухту, а потім замініть ці конкретні пуансони, кнопки матриці, направляючі або зношувальні пластини на твердосплавні еквіваленти. Ключовою вимогою є забезпечення відповідної опорної інфраструктури, зокрема опорних пластин із стандартною товщиною в 1,2-1,25 раза та належної перевірки вирівнювання, оскільки твердий сплав вимагає більш жорсткої опори, ніж пластична інструментальна сталь.

5. Як підтримувати твердосплавні компоненти матриці, щоб максимізувати термін їх служби?

Обслуговування твердосплавних сплавів вимагає алмазних шліфувальних кругів із потоком охолоджуючої рідини для повторного заточування, видаляючи лише 0,02-0,05 мм за прохід із збереженням початкової геометрії. Зберігайте компоненти окремо в м’яких контейнерах, щоб запобігти сколам від контакту. Під час кожного налаштування перевіряйте вирівнювання пуансона-з матрицею за допомогою циферблатних індикаторів, оскільки навіть зміщення на 0,02 мм створює напругу та спричиняє злам. Підтримуйте належне змащення по всій ширині смуги, зберігайте зазори в межах 5-10% від товщини смуги на кожній стороні та стежте за такими попереджувальними знаками, як раптове збільшення висоти задирок або видимі мікросколи вздовж ріжучих країв.