مواد مهر زنی عامل مهمی است که بر کیفیت قطعه و عمر قالب تأثیر می گذارد. در حال حاضر مصالحی که می توان مهر زد نه تنهافولاد کم کربنو همچنین فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم، مس و آلیاژهای مس، و غیره. به طور کلی، مواد با محتوای کربن<0.25% and tensile strength less than 650N/mm² are the main materials. For example cold rolled steel SPCC (JIS) or 1010 (SAE).
الزامات عملکرد مهر زنی برای مواد فلزی:
1. دارای خواص مکانیکی خوب و توانایی تغییر شکل بزرگ است.
خواص مکانیکی مواد فلزی به استحکام کششی، استحکام تسلیم، ازدیاد طول، سختی و نسبت کرنش پلاستیک اشاره دارد.
2- ساختار متالوگرافی ایده آل داشته باشد
ساختار متالوگرافی ویژگی کیفیت میکروسکوپی مواد است. علامت اصلی آن عبارت است از: درجه کروی شدن سمنتیت یا کاربید.
پارامترهای مشخصه مواد مهر زنی:
①﹑ استحکام تسلیم، استحکام کششی و نسبت تسلیم
استحکام کششی عنصر اساسی برای محاسبه نیروی مهر زنی است. به اصطلاح مقاومت کششی حداکثر مقدار بار در طول آزمایش کشش واقعی تقسیم بر سطح مقطع در ابتدای قطعه آزمایش است. همین الان:
هنگامی که استحکام تسلیم و استحکام کششی بالا باشد، نیروی شکل دهی مهر و موم زیاد است، دشواری شکل دهی افزایش می یابد و عمر قالب نیز کاهش می یابد. اگر استحکام تسلیم بالا باشد، هنگامی که قطعات مهر زنی از قالب جدا می شوند و پس از مهر زنی تخلیه می شوند، تغییر شکل بازیابی الاستیک نیز زیاد خواهد بود و بر دقت ابعادی قطعات مهر زنی تأثیر می گذارد.
در محاسبات کلی، تنش برشی مواد مهر زنی
استحکام کششی
توجه: 1 Pa=1 N/M2=1x{3}} N/mm2=1.01972x10-7 Kg/mm2
②﹑ازدیاد طول
در آزمایش کشش مواد، پس از شکستن نمونه، به دلیل تغییر شکل پلاستیک حفظ شده، طول نمونه از L اصلی به L1 تغییر می کند. نسبت بیان شده در درصد را ازدیاد طول می گویند. کشیدگی یکنواخت U عبارت است از ازدیاد طول زمانی که گردن بندی موضعی در طول فرآیند کشش تک محوری رخ می دهد، یعنی زمانی که روند کشش ناپایدار می شود. اگر ازدیاد طول صفحه بزرگ باشد، برای تمام شکل گیری مهر و موم کشی مفید است. هنگامی که ازدیاد طول زیاد است، حدود شکل گیری برآمدگی و فلنج نیز بزرگ است. بنابراین، اکثر فولادهای مهر زنی با کیفیت بالا، ازدیاد طول یکنواخت بالایی دارند.
③﹑مقدار سخت شدن کار (n)
شکل دهی ورق های فولادی ضد زنگ به چندین فرآیند برای رسیدن به شکل محصول نیاز دارد. در طول فرآیند کشش، مواد سخت می شوند که به طور کلی به آن سخت کاری می گویند. دلیل ایجاد سختی کاری این است که پس از تغییر شکل پلاستیک ماده، اعمال نیروی بار در همان جهت، نقطه تسلیم آن را افزایش میدهد و در نتیجه مقاومت تغییر شکل لازم برای مقاومت در برابر تغییر شکل مجدد پلاستیک را افزایش میدهد. نقطه تسلیم نقطه اولیه ای است که در آن تغییر شکل دائمی فراتر از ناحیه تغییر شکل الاستیک رخ می دهد. از آزمایش کشش مشخص می شود که این نقطه ای است که رفتار کششی بدون افزایش بار ادامه می یابد.
ضریب سخت شدن کار به چه معناست؟
مواد با مقدار n بالا به صورت زیر رفتار می کنند:
(1) ادامه پردازش باعث سخت شدن مواد و کاهش ازدیاد طول می شود و پردازش را دشوار می کند.
(2) ادامه پردازش، تغییر شکل موضعی را سرکوب می کند و تغییر شکل ثابت را به دست می آورد.
مواد با مقدار n پایین به صورت زیر رفتار می کنند:
ادامه پردازش باعث تغییر شکل موضعی می شود و حتی ممکن است قطعات ضعیف بشکنند.
بنابراین، شکل گیری ازدیاد طول نیاز دارد که ورق مقدار n بزرگتری داشته باشد.
④﹑ نسبت کرنش پلاستیک (r)
این پارامتری است که خواص ناهمسانگرد ورق را نشان می دهد. از آنجایی که صفحه در طول فرآیند تولید تحت فرآیندهایی مانند نورد و بازپخت قرار میگیرد، صفحه بافتی را تشکیل میدهد که در آن جهتهای کریستالیزاسیون تمایل به سازگاری دارند، که از نظر ماکروسکوپی ناهمسانگرد است، یعنی عملکرد صفحه دارای تفاوتهای خاصی در جهتهای مختلف است. تفاوت. در تولید، از مقدار r برای نشان دادن ناهمسانگردی صفحه استفاده می شود. مقدار آن برابر است با نسبت کرنش عرض b که توسط کرنش لگاریتمی و کرنش جهت ضخامت بیان می شود، یعنی: مقدار r عمدتاً بر عملکرد ترسیم تأثیر می گذارد. مقدار r صفحه بزرگ است و عملکرد طراحی عمیق آن نیز خوب است.
⑤﹑سختی
به طور کلی، هر چه سختی کمتر باشد، انعطاف پذیری بهتری دارد. با این حال، سختی مواد نسبتاً بالا است و اگر نرخ کروی شدن کاربید بالاتر از 90٪ باشد، میتوان سطح خالی خوبی به دست آورد. برعکس، اگر سختی ماده کم باشد اما کروی شدن کافی نباشد، سطح خالی نیز پاره می شود. بنابراین، سختی یک شاخص ماکروسکوپی برای قضاوت در مورد مناسب بودن آن برای برش است، در حالی که ساختار فلزی (یکنواختی و درجه کروی شدن کاربیدها) یک شاخص میکروسکوپی برای قضاوت در مورد مناسب بودن آن برای سفید کردن است.
⑥ ﹑ کروی
ساختار فولاد کم کربن از فریت نرم به عنوان ماتریس و مقدار کمی پرلیت تشکیل شده است. پرلیت مخلوطی ریز از فریت و سمنتیت است که 12 درصد از سیمانیت آن را تشکیل می دهد. فریت انعطاف پذیری خوبی دارد، در حالی که سیمانیت سخت و شکننده است. از منظر مواد با محتوای کربن یکسان، می توان از طریق کروی شدن کاربیدها، پلاستیسیته را افزایش داد و کیفیت سطح خالی را بهبود بخشید.
توجه: آنیلینگ کروی چیست؟
هدف این است که سیمانیت ورقه ای در سیمانیت ثانویه مشبک و پرلیت به سمنتیت دانه ای تبدیل شود، سختی مواد کاهش یابد، فرآیند پذیری برش را بهبود بخشد و برای خاموش کردن آماده شود. چون خود پرلیت سخت است و به دلیل وجود سمنتیت ثانویه مشبک، سختی و شکنندگی فولاد افزایش می یابد. این نه تنها برای پردازش برش مشکل ایجاد می کند، بلکه باعث تغییر شکل و ترک در هنگام خاموش کردن می شود.
⑦﹑ تقسیم پیری
هنگام کشیدن و شکل دهی صفحات خاصی (مانند صفحات فولادی ضد زنگ و صفحات برنجی و ...) به دلیل تنش پسماند ایجاد شده در حین کشش، ترک های طولی در دیواره جانبی قسمت استوانه ای پس از کشش ایجاد می شود. این پدیده ترک ممکن است بلافاصله پس از قالب گیری اتفاق بیفتد یا پس از قرار گرفتن برای مدتی و یا در هنگام استفاده از قطعات مهر شده رخ دهد، بنابراین به آن ترک سنی می گویند.
⑧﹑تست گسترش عمیق سیلندر (مقدار LDR)
روش آزمایش کشش عمیق سیلندر یکی از اساسی ترین روش ها برای ارزیابی آزمایش کشش عمیق ورق های فلزی است. هدف از این آزمایش یافتن نسبت کشش حدی (LDR) ماده فلزی است. هر چه مقدار LDR بزرگتر باشد، کشش پذیری مواد بهتر است. LDR=D/dp، که در آن: D قطر قسمت خالی را نشان میدهد و dp نشاندهنده قطر پانچ (محصول توسعهیافته). مقدار LDR با مقدار r نسبت کرنش پلاستیک رابطه مثبت دارد، یعنی مواد با مقدار r بزرگتر نیز قابلیت انبساط عمیق تری دارند.
⑨﹑ تست ظرف مخروطی (مقدار CCV)
روش تست ظرف مخروطی یکی از اساسی ترین روش ها برای ارزیابی روش تست شکل پذیری ورق های فلزی (ضخامت 0.5 ~ 1.6mm) است. مقدار CCV می تواند به عنوان یک آزمون ارزیابی برای شکل پذیری ترکیبی کشش عمیق و کشش استفاده شود و ارتباط نزدیکی با سیستم ارزش سخت شدن کار و نسبت کرنش پلاستیک دارد.