การตีเหล็กสเตนเลส: อุณหภูมิ วิธีการ และการควบคุมข้อบกพร่อง

เหตุใดการตีเหล็กกล้าไร้สนิมจึงแตกต่าง

การตีเหล็กสแตนเลสให้โทษน้อยกว่าการตีเหล็กคาร์บอนธรรมดาเพราะเป็นเกรดสแตนเลส แข็งตัวเร็ว ต้านทานการเสียรูป และอาจเกิดความเสียหายต่อพื้นผิวได้หากไม่ได้ควบคุมอุณหภูมิและการหล่อลื่น โดยทั่วไปแล้ว เกรดออสเทนนิติก (เช่น 304/316) ต้องการอุณหภูมิการทำงานที่ร้อนสูงกว่าและการหล่อลื่นที่แข็งแกร่งกว่า เกรดมาร์เทนซิติก (เช่น 410/420) มีความไวต่อการแตกร้าวมากกว่าหากหล่อเย็นเกินไป เกรดที่ชุบแข็งด้วยการตกตะกอน (เช่น 17-4PH) ต้องการการควบคุมความร้อนที่แน่นหนาเพื่อรักษาการตอบสนองต่อการบำบัดความร้อนขั้นปลายน้ำ

ในทางปฏิบัติ การตีเหล็กสเตนเลสที่ประสบความสำเร็จนั้นขึ้นอยู่กับ: การคงอยู่ในหน้าต่างอุณหภูมิที่ถูกต้อง ลดเวลาที่ความร้อนให้เหลือน้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาตะกรัน/การเปราะ การใช้แม่พิมพ์และสารหล่อลื่นที่เหมาะกับแรงเสียดทานสูง และการวางแผนการรักษาความร้อนหลังการตีเพื่อให้ได้คุณสมบัติโดยไม่บิดเบือน

แนะนำการตีหน้าต่างอุณหภูมิโดยครอบครัวสแตนเลส

วิธีที่เร็วที่สุดในการลดการแตกร้าวและน้ำหนักกดที่มากเกินไปคือการหลอมภายในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม และหลีกเลี่ยง "มุมเย็น" ในช่วงจังหวะ ช่วงด้านล่างเป็นเป้าหมายร้านค้าที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ความร้อนจำเพาะและรูปแบบผลิตภัณฑ์อาจต้องมีการปรับเปลี่ยนตามข้อมูลโรงงานและการทดลองการปลอม

หน้าต่างอุณหภูมิการตีขึ้นรูปร้อนทั่วไปสำหรับตระกูลสเตนเลสทั่วไป (เป้าหมายของร้านค้า)
ครอบครัวสแตนเลส	ตัวอย่างเกรด	เริ่มต้นการหลอม (°C)	ฟอร์จเสร็จสิ้น (°C)	หมายเหตุที่สำคัญในทางปฏิบัติ
ออสเตนนิติก	304, 316	1150–1200	900–950	แรงเสียดทานสูง การแข็งตัวของงานที่แข็งแกร่ง อุ่นซ้ำแทนที่จะ "กดเย็น"
เฟอริติก	430	1050–1150	850–950	โดยทั่วไปง่ายกว่าออสเทนนิติก ดูเมล็ดหยาบด้วยความร้อนสูง
มาร์เทนซิติก	410, 420	1050–1150	900–950	เสี่ยงต่อการแตกร้าวมากขึ้นหากอุณหภูมิในการเคลือบลดลง หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนคมในแม่พิมพ์
การตกตะกอน-แข็งตัว	17-4PH	1050–1150	900–980	การควบคุมที่เข้มงวดสนับสนุนการตอบสนองต่อความชราที่สม่ำเสมอ เอกสารแช่และโอนครั้ง

กฎการควบคุมในทางปฏิบัติ: หากพื้นผิวชิ้นส่วนต่ำกว่าอุณหภูมิผิวสำเร็จที่ต้องการ ความเสี่ยงของการเป็นรอบ ขอบแตกร้าว และการรับน้ำหนักสูงจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สำหรับร้านค้าหลายแห่งที่ตีเหล็กสแตนเลส อุ่นซ้ำได้มากขึ้นด้วยจังหวะที่สั้นลง ปลอดภัยกว่าลำดับยาวๆ ที่จบลงอย่างเย็นเกินไป

การเลือกวิธีการตีขึ้นรูปที่เหมาะสม: Open-Die และ Closed-Die

การเลือกวิธีการจะเปลี่ยนแปลงต้นทุน ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ และความเสี่ยงต่อข้อบกพร่อง โดยทั่วไปแล้ว การตีเหล็กสเตนเลสจะได้รับประโยชน์จากการควบคุมแม่พิมพ์แบบปิดเมื่อรูปทรงมีความซับซ้อน แต่แม่พิมพ์แบบเปิดมักจะเหนือกว่าเหล็กแท่งขนาดใหญ่และรูปทรงที่เรียบง่ายกว่า โดยที่ทิศทางการไหลของเกรนเป็นคันโยกการออกแบบหลัก

การตีขึ้นรูปแบบเปิด: จะดีที่สุดเมื่อเป้าหมายคือการไหลของเกรนและการลดขนาด

ใช้สำหรับเพลา แหวน บล็อก และผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปขั้นต้นซึ่งคาดว่าจะมีการตัดเฉือนในภายหลัง
ช่วยให้การลดลงสะสมสูงขึ้นโดยมีความเสี่ยงน้อยกว่าที่จะเกิดการติดรอบมากกว่าการพิมพ์แม่พิมพ์ที่ซับซ้อน
การใช้ประโยชน์จากกระบวนการ: การควบคุมขนาดกัดและลำดับการหมุนสามารถปรับปรุงความสมบูรณ์ภายในได้อย่างมาก

การตีขึ้นรูปแบบปิด: ดีที่สุดเมื่อความสามารถในการทำซ้ำและรูปร่างที่ใกล้เคียงสุทธิ

ใช้สำหรับหน้าแปลน ข้อต่อฟิตติ้ง ฉากยึด และรูปทรงใกล้ตาข่ายที่มีความสำคัญต่อความปลอดภัย
ต้องใช้การหล่อลื่นที่แข็งแกร่งเพราะอาจทำให้เกิดการเสียดสีกับสเตนเลสได้ ปัญหาการเติมตาย และการฉีกขาดของพื้นผิว
รัศมีแม่พิมพ์และมุมร่างมีผลกระทบอย่างมาก รัศมีขนาดเล็กที่ใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอนสามารถเสริมรอบในสเตนเลสได้

การออกแบบแม่พิมพ์และการหล่อลื่นสำหรับสเตนเลส: สิ่งที่ช่วยลดข้อบกพร่อง

เนื่องจากการตีเหล็กสแตนเลสเกี่ยวข้องกับความเครียดจากการไหลและแรงเสียดทานที่สูงกว่า รายละเอียดแม่พิมพ์ที่ดูเหมือนเล็กน้อยจึงมักตัดสินว่าคุณจะได้พื้นผิวที่สะอาดหรือรอบและพับซ้ำๆ คันโยกสองตัวทำหน้าที่สำคัญ: ทางเดินการไหลของโลหะกว้าง (รัศมี การเปลี่ยนผ่าน กระแสลม) และสารหล่อลื่นที่ทนความร้อนได้พร้อมทั้งลดแรงเฉือนที่ส่วนต่อประสานของแม่พิมพ์/ชิ้นส่วน

กฎเรขาคณิตของแม่พิมพ์ที่มักจะให้ผลตอบแทนที่ดี

เพิ่มรัศมีของมุมหากเป็นไปได้เพื่อหลีกเลี่ยงการพลิกกลับของการไหลอย่างฉับพลันซึ่งทำให้เกิดรอบ
ใช้มุมร่างที่สอดคล้องกันเพื่อรองรับการดีดออกและลดการลากพื้นผิว
ออกแบบความสามารถในการแฟลชและรางน้ำเพื่อป้องกัน "แรงกดต้าน" ที่บังคับให้พับเข้าหาเส้นแยก

แนวทางปฏิบัติในการหล่อลื่นและการถ่ายโอน

ในการใช้งานสเตนเลสหลายประเภท การหล่อลื่นไม่ใช่ทางเลือก มันส่งผลโดยตรงต่อการบรรจุ การสึกหรอของแม่พิมพ์ และความสมบูรณ์ของพื้นผิว ร้านค้ามักใช้สารหล่อลื่นอุณหภูมิสูงที่มีกราไฟต์หรือเฉพาะทางสำหรับการตีขึ้นรูปร้อน สิ่งสำคัญคือความสม่ำเสมอในการปฏิบัติงาน: ใช้ปริมาณเท่ากันที่แถบอุณหภูมิแม่พิมพ์เดียวกัน โดยมีรูปแบบสเปรย์ควบคุม เนื่องจากความแปรปรวนจะกลายเป็นความแปรปรวนในอัตราข้อบกพร่อง

ตัวบ่งชี้ที่มีประโยชน์: หากอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ลดลงอย่างรวดเร็วหรือพื้นผิวมีรอยลาก แสดงว่าแรงเสียดทานที่มีประสิทธิภาพของคุณสูงเกินไป การลดแรงเสียดทานสามารถลดภาระการขึ้นรูปที่ต้องการลงได้ เปอร์เซ็นต์เลขสองหลัก ในการเติมที่ยากลำบาก ช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องมือและความสามารถในการทำซ้ำของขนาด

การควบคุมข้อบกพร่องทั่วไปในการตีเหล็กสเตนเลส

ข้อบกพร่องในสเตนเลสหลอมมักจะย้อนกลับไปที่หนึ่งในสามสาเหตุหลัก ได้แก่ อุณหภูมิที่อยู่นอกช่วง การไหลของโลหะที่ถูกบังคับให้กลับด้านหรือพับ และสภาพพื้นผิวที่ทำให้เกิดรอยแตกร้าว ตารางด้านล่างเชื่อมโยงข้อบกพร่องทั่วไปกับการควบคุมที่ดำเนินการได้

ข้อบกพร่องทั่วไปในการตีเหล็กสเตนเลส โดยมีสาเหตุที่แท้จริงและวิธีแก้ไขในทางปฏิบัติ
ข้อบกพร่อง	มันดูเหมือนอะไร	สาเหตุหลักทั่วไป	แก้ไขผลกระทบสูง
รอบ/พับ	ตะเข็บทับซ้อนกันใกล้กับเส้นแยก	การกลับตัวของการไหล ความจุแฟลชไม่เพียงพอ การตกแต่งที่เย็นเกินไป	เพิ่มรัศมี/ร่าง; ปรับพื้นที่แฟลช อุ่นก่อนเติมครั้งสุดท้าย
ขอบแตก	รอยแตกที่มุมหรือขอบบาง	ความเครียดส่วนเกินที่อุณหภูมิต่ำ รูปทรงเรขาคณิตที่คมชัด	เพิ่มอุณหภูมิที่เสร็จสิ้น - ทำให้การเปลี่ยนภาพอ่อนลง ลดการลดต่อการโจมตี
การฉีกขาดของพื้นผิว	พื้นผิวขรุขระ มีรอยลาก	แรงเสียดทานสูง การสลายตัวของน้ำมันหล่อลื่น เย็นเกินไป/ร้อนเกินไป	อัพเกรดการฝึกปฏิบัติเกี่ยวกับน้ำมันหล่อลื่น รักษาอุณหภูมิแม่พิมพ์ให้คงที่ ขัดเงาบริเวณแม่พิมพ์วิกฤต
เติมน้อยไป	มุม/ฟีเจอร์หายไป	ปริมาณสต็อกไม่เพียงพอ หนาวเกินไป พลังงานกดไม่เพียงพอ	ปริมาณพรีฟอร์มที่ถูกต้อง ลดระยะเวลาการถ่ายโอน; เพิ่มระยะตัวบล็อกระดับกลาง

ตัวอย่างในทางปฏิบัติ: หากหน้าแปลนสเตนเลส 316 แสดงรอบที่เกิดซ้ำที่เส้นแยก ร้านค้ามักจะเห็นการปรับปรุงโดยการเพิ่มความจุของรางน้ำแบบแฟลช และรับประกันว่าการตีครั้งสุดท้ายจะเกิดขึ้นด้านบน ~900–950°ซ แทนที่จะบังคับให้เติมหลังจากที่ชิ้นส่วนเย็นลงบนหุ่นยนต์

การกดโหลด การวางแผนการลด และการเพิ่มความแข็งของงาน

การตีเหล็กสแตนเลสสามารถรับภาระการขึ้นรูปที่สูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีรูปทรงเดียวกันอย่างมาก เนื่องจากมีความแข็งแรงและแรงเสียดทานที่ร้อนสูงกว่า การชุบแข็งในงานเพิ่มข้อจำกัดอีกประการหนึ่ง: เมื่อการเสียรูปดำเนินไป ความต้านทานต่อการไหลที่ชัดเจนจะเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเกรดออสเทนนิติก

วิธีวางแผนการลดเพื่อหลีกเลี่ยงแผงลอยและการแตกร้าว

ใช้การเสียรูปแบบเป็นขั้นๆ (ขอบ/ตัวกั้น/ตัวตกแต่ง) แทนที่จะบังคับเติมให้เต็มในการพิมพ์ครั้งเดียว
หากชิ้นส่วนเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว ให้ลด “เวลาอากาศ” ระหว่างความร้อน ความล่าช้าในการถ่ายโอนสามารถลบขอบอุณหภูมิได้
สำหรับลำดับที่ยาว ให้วางแผนการอุ่นซ้ำ รอบการอุ่นมักจะถูกกว่า กว่าเศษ ความเสียหายของแม่พิมพ์ หรือการกดเกิน

ตามกฎทั่วไปเพื่อความเสถียรในการผลิต ให้กำหนดขีดจำกัดของกระบวนการสำหรับอุณหภูมิขั้นสุดท้ายขั้นต่ำ เวลาถ่ายโอนสูงสุด และจำนวนครั้งสูงสุดที่อนุญาตต่อความร้อน การจับแผนภูมิเหล่านี้เป็นแผนภูมิควบคุมง่ายๆ มักจะช่วยลดข้อบกพร่องที่เกิดซ้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า "ความรู้สึกของผู้ปฏิบัติงาน" เพียงอย่างเดียว

เส้นทางการบำบัดความร้อนหลังการตีขึ้นรูปที่คงคุณสมบัติไว้

ในการตีเหล็กกล้าไร้สนิม กระบวนการตีและการบำบัดความร้อนเป็นระบบเดียว ชิ้นส่วนเดียวกันที่หล่อขึ้นรูปได้ดียังคงไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ หากการอบชุบด้วยความร้อนไม่สอดคล้องกับเกรดตระกูลและการใช้งานขั้นสุดท้าย

เส้นทางปฏิบัติทั่วไปตามครอบครัวระดับชั้น

ออสเตนิติก (304/316): สารละลายหลอมและดับเมื่อความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวมีความสำคัญ หลีกเลี่ยงอาการแพ้โดยการควบคุมเวลาในช่วงอุณหภูมิที่ส่งเสริมการตกตะกอนของคาร์ไบด์
Martensitic (410/420): แข็งตัวและทนเพื่อความแข็งแรงและการสึกหรอ จัดการความรุนแรงในการดับเพื่อจำกัดการบิดเบือน จากนั้นปรับอารมณ์ให้คงที่
17-4PH: แก้ปัญหาตามที่ต้องการ จากนั้นอายุตามเป้าหมายความแรง ประวัติความร้อนก่อนการปลอมที่สอดคล้องกันสนับสนุนการตอบสนองการเสื่อมสภาพที่คาดการณ์ได้

หากความเสถียรของขนาดมีความสำคัญ ให้วางแผนส่วนควบการรักษาความร้อนและค่าเผื่อการตัดเฉือนตั้งแต่เนิ่นๆ สต็อกเครื่องจักรที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยสามารถป้องกันความเสี่ยงจากการบิดเบี้ยวได้อย่างคุ้มค่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อย้ายจากต้นแบบไปสู่การผลิต

การตรวจสอบคุณภาพและเอกสารประกอบที่ช่วยเพิ่มผลผลิต

การปรับปรุงประสิทธิภาพในการตีเหล็กสเตนเลสมักได้รับแรงผลักดันจากการควบคุมที่มีระเบียบวินัย ไม่ใช่การแก้ไขปัญหาที่กล้าหาญ แม้แต่เอกสารง่ายๆ ก็สามารถเปิดเผยสาเหตุที่แท้จริงของเรื่องที่สนใจซ้ำได้

การตรวจสอบมูลค่าสูงเพื่อสร้างมาตรฐาน

บันทึกอุณหภูมิของแท่งเหล็กที่ทางออกของเตาเผาและก่อนการเติมขั้นสุดท้าย บังคับใช้ขีดจำกัดอุณหภูมิขั้นต่ำในการตกแต่ง
ติดตามแถบอุณหภูมิแม่พิมพ์หากพื้นผิวฉีกขาดหรือเติมน้อยเกินไปผันผวนตลอดกะต่างๆ
ใช้ NDT ตามความเหมาะสม (เช่น สารแทรกซึมของสีย้อมสำหรับข้อบกพร่องที่พื้นผิวแตก, UT เพื่อความสมบูรณ์ภายใน) และผูกผลลัพธ์กลับไปที่พารามิเตอร์ความร้อน/การเปลี่ยนแปลง

KPI เชิงปฏิบัติสำหรับสายการผลิตการตีขึ้นรูปจำนวนมากคืออัตราของเสียตามประเภทของข้อบกพร่อง เมื่อรอบ รอยแตก และการบรรจุด้านล่างถูกแยกและมีแนวโน้ม การเปลี่ยนแปลงกระบวนการจะสามารถวัดผลได้ และการปรับปรุงสามารถยั่งยืนได้แทนที่จะทำเป็นขั้นตอน