پوشش­های جدید نیترید کرومیم بر روی ابزار فرم­دهی - √دنیـــــــای متـــــــــــالورژی فقـــــــط از ایـــــــنجا
به "با سابقه ترين و محبوب ترين وبلاگ متالورژي در ايران" خوش آمديد

پوشش­های جدید نیترید کرومیم بر روی ابزار فرم­دهی
قالب ها و ابزارهای برشی
New CrN Tool Coatings
 

 

چکیده :

در این مقاله به بررسی مزایا و منافع استفاده از پوشش های جدید CrN بر روی ابزارهای فرم دهی، قالب های کشش و لبه ابزارهای برشی پرداخته خواهد شد.

این پوشش نسبت به سایر پوشش ها دوام و عمر مفید بیشتری داشته و افزایش دمای ابزار در حین کار را به حداقل ممکن می رساند و از پیچیدگی و تغییر شکل ابزار نیز جلوگیری نموده و نسبت به دیگر روش های پوشش دهی و اثرات و عوارض جانبی ناشی از بوهای نامطبوع آن مزیت داشته و فاقد آن می باشد، در ادامه به دو مورد از گواهی و تصدیق کاربران این ابزارها خواهیم پرداخت.

واژه های کلیدی :     استمپینگ -  شیت -  فرم دهی -  چکشک -  پروتوتایپ

سمبلها ، علائم ، اختصارات و واحدها :

– PM   روش متالورژی پودر

PVD –  روش رسوب دهی فیزیکی بخار

– TiCN

TiN –

CrN –

مقدمه :
       این ابزارها نسبت به نوع مشابه از لحاظ فاصله زمانی جهت تعمیر، بازسازی و تیزکردن مجدد، زمان را دو برابر می نمایند یعنی دوام و پایداری فرم ابزار دو برابر می گردد. این مزایا حتما" شما را متقاعد خواهد کرد که همه قالبهای خود را به این پوشش مجهز گردانید.

     حال ببینیم در شرکت Beckett Gas در این خصوص چه تغییراتی رخ داده است. این شرکت از ورقهای فولادی دارای روکش آلومینیوم جهت ساخت مشعلهای گازی به روش استمپینگ استفاده می نماید. طبق گزارشات این شرکت از بزرگترین تامین کنندگان مشعل گازی برای آبگرمکن­ها و کوره ها می باشد که سالیانه حدود 30 میلیون قطعه در سال با استفاده از هفت پرس چند مرحله­ای از 100 تن تا 600 تن و سی پرس تک ایستگاهی تولید می نماید. تقریبا" برخی از قالب های مرحله سالیانه حدود چهار میلیون قطعه تولید می­کنند.

     برای شکل دهی شیتهای نورد سرد شده و مجهز به روکش آلومینیوم که خیلی از آنها ضخامتشان 035/0 اینچ می باشد، ما را بر آن داشت که به تحقیق و بررسی درخصوص انتخاب فولادهای ابزار و روکش­های مربوطه، بپردازیم. پوشش آلومینیوم بر روی ورقهای فلزی تمایل به ایجاد ساییدگی در قالب را افزایش می­دهد. در گذشته شرکت Beckett برای ابزارهای خود از فولاد D2 استفاده می­نموده است که اغلب برای قالب مشعلهای ساده به کار می­برده است که پس از هر 60 تا 80 هزار قطعه ای که با آن می زدند، آن را  بازسازی و تیز می­نمودند. سپس شرکت تصمیم گرفت از فولادهای ابزار تولید شده به روش متالورژی پودر (PM) استفاده نماید. این تغییر و استفاده از این فولادها عمر ابزارها و در نتیجه فاصله زمانی تیزکردن و بازسازی ابزار و قالبها را دو برابر نمود. ایجاد یک پوشش چند لایه ای از جنس TiCN بر روی فولادهای ابزارهای ساخته شده به روش متالورژی پودر (PM) ، نیز عمر ابزار را 50% دیگر افزایش داده و این امکان را فراهم می کند تا بتوان بدون تعمیر و بازسازی و تیزکردن ابزار تا تعداد 000ر200 تا 00ر220 قطعه را فرم دهی کرد که در حالت قبل که ابزار از PM ولیکن بدون پوشش بود تعداد 60 تا 80 هزار قطعه بوده یعنی حدود 5/2 برابر بیشتر قطعه تولید شده است.

      آقای Roth می گوید: ما این نوع پوشش را حدود 4 سال است که با موفقیت به کار برده ایم و این نوع پوشش به روش رسوب دهی فیزیکی بخار صورت گرفته است (PVD) و پس از آن پوشش جدیدی به همان روش از جنس نیترید کرومیوم معروف به ST3 بر روی ابزارهای فرم­دهی و برش مورد استفاده در قالب های inshot ، را بکار گرفتیم. مزیت این پوشش جدید این بود که عمر قالب و ابزار را نسبت به پوشش قبلی 25% دیگر افزایش داد. همچنین این پوشش باعث می شود با توجه به اینکه تعداد قطعات تولیدی و یا به عبارتی ضربات فرم­دهی افزایش می یابد، میزان پیچیدگی قالب و ابزار نیز به میزان قابل توجهی کاهش یافته که تقریبا" می­توان از آن چشم­پوشی نمود. فرآیند پوشش­دهی در دمای 925 در جه فارنهایت صورت گرفته بنابراین هیچ گونه تغییر شکل و پیچیدگی نیز در ابزار پدیدار نخواهد شد.

     در تحقیقات اخیر از این نوع قالبهای مجهز به پوشش های ST3 جهت فرم­دهی کششی فولادی روکش­دار آلومینیوم با ضخامت 035/0 اینج و عمق 4/3 اینچ و شعاع گوشه ها در حد 030/0 اینچ، استفاده موفقیت­آمیزی شده است. به گقته آقای Roth ، پوشش آلومینیوم بر روی ورقهای فولادی باعث تپش ابزار به سمت بالا می­شود. فرآیند پوشش­دهی نفوذی به روش داغ بر روی ابزارهای فرم از آسیب دیدگی گوشه های ابزار در اثر سایش ناشی از پوشش آلومینیوم موجود در روی مواد خام، جلوگیری نموده و می­توان تاحدود 000ر400 قطعه را به راحتی و بدون هیچ مسئله خاصی تولید نمود. حال به این نکته رسیده ایم که پوشش­های جدید (CrN) این امکان را فراهم     می کند که تعداد قطعات را بدون نیاز به تعمیر و بازسازی به 000ر600 قطعه برسانیم. اولین قالبهایی ( به ویژه inshot dies) که مجهز به این نوع پوشش شده اند در سال 2002 مورد استفاده قرار گرفته­اند و حالا تصمیم گرفته ایم کلیه قالبها و ابزارهای فرم­دهی و ابزارهای برشی خود را به این نوع پوشش مجهز نماییم. در آوریل 2003 شرکت تصمیم به تولید اهرم سوپاپ (چکشک) به صورت پروتوتایپ ( نمونه اولیه ) با استفاده از قالبهای فرم­دهی، گرفت. جنس این قطعه فولاد کار سرد شده از جنس و نوع 1008 و با ضخامت 118/0 تا 121/0 اینچ می باشد. در این کار متوجه شدیم که حتی تا 100 قطعه نیز که تولید می شود می بایستی قالب مجددا" پولیش و با پوشش های TiN و TicN  پوشش دهی شود، وگرنه قالب دچار فرسایش و حتی ترک خوردگی می­شد. پس از نمونه سازی جهت تولید انبوه، اولین خط تولید این قطعه در ماه مه 2003 شروع بکار نمود و لیکن  در این کار مسئله اصلی سایش ابزار و قالب بود. سرانجام پس از استفاده از پوشش CrN ، عملیات ساخت چکشک با موفقیت انجام گردید. قبل از پوشش­دهی قالب را به خوبی پولیش دادیم. ابعاد قالب بطور متوسط 6×3×3 اینچ می باشد. ارتفاع پانچ به طور میانگین 5 اینچ و به عرض 1 و طول 3 می­باشد. نکته جالب­تر اینکه با استفاده از این پوشش نیاز به مصرف روانکار نیز به میزان 25% کاهش یافت و این در حالی بود که هیچ گونه تاثیر منفی در کیفیت کار و یا افزایش میزان سایش ابزار نیز رخ نداد. پس از حصول فواید فوق بر روی فولادهای ابزار DC53 نیز این نوع پوشش بکار گرفته شد که نتیجه آن افزایش مقاومت قالب و ابزار در برابر سایش و حتی پیچیدگی و تغییر شکل گردید. پانچ­های مجهز شده به این نوع پوشش از پانچ­های کاربیدی نیز بهتر عمل کردند. حتی پس از تولید حدود 000ر215 قطعه نیز با وجود پوشش اخیر بر روی پانچ ها، هیچ گونه خللی در کیفیت صافی سطح قطعات تولیدی پدید نیامد، در صورتی که وقتی از دو لایه پوشش (TiN, TicN) استفاده می­کردیم دوام تا سقف 000ر135 قطعه بیشتر نبود.

منبع : سایت   metalformingmagazine  ­نشریه جامعه قالبسازان -   شماره 31 -  اسفند 1382

meinformation.blogfa.com



ارسال توسط محسن حیدری
آخرين مطالب
کارت اعتباری ویزا

کتاب کسب درآمد از اینترنت در ۷ روز

آدرس مجازی خارجی برای گوگل ادسنس