ریپورتر
11th November 2009, 05:43 PM
پوششهاي جديد نيتريد كروميم بر روي ابزار فرمدهي
قالب ها و ابزارهاي برشي
New CrN Tool Coatings
تهیه کننده : نشریه جامعه قالبسازان ایران
چكيده
در اين مقاله به بررسي مزايا و منافع استفاده از پوشش هاي جديد CrN بر روي ابزارهاي فرم دهي، قالب هاي كشش و لبه ابزارهاي برشي پرداخته خواهد شد. اين پوشش نسبت به ساير پوشش ها دوام و عمر مفيد بيشتري داشته و افزايش دماي ابزار در حين كار را به حداقل ممكن مي رساند و از پيچيدگي و تغيير شكل ابزار نيز جلوگيري نموده و نسبت به ديگر روش هاي پوشش دهي و اثرات و عوارض جانبي ناشي از بوهاي نامطبوع آن مزيت داشته و فاقد آن مي باشد، در ادامه به دو مورد از گواهي و تصديق كاربران اين ابزارها خواهيم پرداخت.
واژه هاي كليدي : 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
اين ابزارها نسبت به نوع مشابه از لحاظ فاصله زماني جهت تعمير، بازسازي و تيزكردن مجدد، زمان را دو برابر مي نمايند يعني دوام و پايداري فرم ابزار دو برابر مي گردد. اين مزايا حتما" شما را متقاعد خواهد كرد كه همه قالبهاي خود را به اين پوشش مجهز گردانيد.
حال ببينيم در شركت Beckett Gas در اين خصوص چه تغييراتي رخ داده است. اين شركت از ورقهاي فولادي داراي روكش آلومينيوم جهت ساخت مشعلهاي گازي به روش استمپينگ استفاده مي نمايد. طبق گزارشات اين شركت از بزرگترين تامين كنندگان مشعل گازي براي آبگرمكنها و كوره ها مي باشد كه ساليانه حدود 30 ميليون قطعه در سال با استفاده از هفت پرس چند مرحلهاي از 100 تن تا 600 تن و سي پرس تك ايستگاهي توليد مي نمايد. تقريبا" برخي از قالب هاي مرحله ساليانه حدود چهار ميليون قطعه توليد ميكنند.
براي شكل دهي شيتهاي نورد سرد شده و مجهز به روكش آلومينيوم كه خيلي از آنها ضخامتشان 035/0 اينچ مي باشد، ما را بر آن داشت كه به تحقيق و بررسي درخصوص انتخاب فولادهاي ابزار و روكشهاي مربوطه، بپردازيم. پوشش آلومينيوم بر روي ورقهاي فلزي تمايل به ايجاد ساييدگي در قالب را افزايش ميدهد. در گذشته شركت Beckett براي ابزارهاي خود از فولاد D2 استفاده مينموده است كه اغلب براي قالب مشعلهاي ساده به كار ميبرده است كه پس از هر 60 تا 80 هزار قطعه اي كه با آن مي زدند، آن را بازسازي و تيز مينمودند. سپس شركت تصميم گرفت از فولادهاي ابزار توليد شده به روش متالورژي پودر (PM) استفاده نمايد. اين تغيير و استفاده از اين فولادها عمر ابزارها و در نتيجه فاصله زماني تيزكردن و بازسازي ابزار و قالبها را دو برابر نمود. ايجاد يك پوشش چند لايه اي از جنس TiCN بر روي فولادهاي ابزارهاي ساخته شده به روش متالورژي پودر (PM) ، نيز عمر ابزار را 50% ديگر افزايش داده و اين امكان را فراهم مي كند تا بتوان بدون تعمير و بازسازي و تيزكردن ابزار تا تعداد 000ر200 تا 00ر220 قطعه را فرم دهي كرد كه در حالت قبل كه ابزار از PM وليكن بدون پوشش بود تعداد 60 تا 80 هزار قطعه بوده يعني حدود 5/2 برابر بيشتر قطعه توليد شده است.
http://i17.tinypic.com/29ynozm.jpg
آقاي Roth مي گويد: ما اين نوع پوشش را حدود 4 سال است كه با موفقيت به كار برده ايم و اين نوع پوشش به روش رسوب دهي فيزيكي بخار صورت گرفته است (PVD) و پس از آن پوشش جديدي به همان روش از جنس نيتريد كروميوم معروف به ST3 بر روي ابزارهاي فرمدهي و برش مورد استفاده در قالب هاي inshot ، را بكار گرفتيم. مزيت اين پوشش جديد اين بود كه عمر قالب و ابزار را نسبت به پوشش قبلي 25% ديگر افزايش داد. همچنين اين پوشش باعث مي شود با توجه به اينكه تعداد قطعات توليدي و يا به عبارتي ضربات فرمدهي افزايش مي يابد، ميزان پيچيدگي قالب و ابزار نيز به ميزان قابل توجهي كاهش يافته كه تقريبا" ميتوان از آن چشمپوشي نمود. فرآيند پوششدهي در دماي 925 در جه فارنهايت صورت گرفته بنابراين هيچ گونه تغيير شكل و پيچيدگي نيز در ابزار پديدار نخواهد شد.
در تحقيقات اخير از اين نوع قالبهاي مجهز به پوشش هاي ST3 جهت فرمدهي كششي فولادي روكشدار آلومينيوم با ضخامت 035/0 اينج و عمق 4/3 اينچ و شعاع گوشه ها در حد 030/0 اينچ، استفاده موفقيتآميزي شده است. به گقته آقاي Roth ، پوشش آلومينيوم بر روي ورقهاي فولادي باعث تپش ابزار به سمت بالا ميشود. فرآيند پوششدهي نفوذي به روش داغ بر روي ابزارهاي فرم از آسيب ديدگي گوشه هاي ابزار در اثر سايش ناشي از پوشش آلومينيوم موجود در روي مواد خام، جلوگيري نموده و ميتوان تاحدود 000ر400 قطعه را به راحتي و بدون هيچ مسئله خاصي توليد نمود. حال به اين نكته رسيده ايم كه پوششهاي جديد (CrN) اين امكان را فراهم مي كند كه تعداد قطعات را بدون نياز به تعمير و بازسازي به 000ر600 قطعه برسانيم. اولين قالبهايي ( به ويژه inshot dies) كه مجهز به اين نوع پوشش شده اند در سال 2002 مورد استفاده قرار گرفتهاند و حالا تصميم گرفته ايم كليه قالبها و ابزارهاي فرمدهي و ابزارهاي برشي خود را به اين نوع پوشش مجهز نماييم. در آوريل 2003 شركت تصميم به توليد اهرم سوپاپ (چكشك) به صورت پروتوتايپ ( نمونه اوليه ) با استفاده از قالبهاي فرمدهي، گرفت. جنس اين قطعه فولاد كار سرد شده از جنس و نوع 1008 و با ضخامت 118/0 تا 121/0 اينچ مي باشد. در اين كار متوجه شديم كه حتي تا 100 قطعه نيز كه توليد مي شود مي بايستي قالب مجددا" پوليش و با پوشش هاي TiN و TicN پوشش دهي شود، وگرنه قالب دچار فرسايش و حتي ترك خوردگي ميشد. پس از نمونه سازي جهت توليد انبوه، اولين خط توليد اين قطعه در ماه مه 2003 شروع بكار نمود و ليكن در اين كار مسئله اصلي سايش ابزار و قالب بود. سرانجام پس از استفاده از پوشش CrN ، عمليات ساخت چكشك با موفقيت انجام گرديد. قبل از پوششدهي قالب را به خوبي پوليش داديم. ابعاد قالب بطور متوسط 6×3×3 اينچ مي باشد. ارتفاع پانچ به طور ميانگين 5 اينچ و به عرض 1 و طول 3 ميباشد. نكته جالبتر اينكه با استفاده از اين پوشش نياز به مصرف روانكار نيز به ميزان 25% كاهش يافت و اين در حالي بود كه هيچ گونه تاثير منفي در كيفيت كار و يا افزايش ميزان سايش ابزار نيز رخ نداد. پس از حصول فوايد فوق بر روي فولادهاي ابزار DC53 نيز اين نوع پوشش بكار گرفته شد كه نتيجه آن افزايش مقاومت قالب و ابزار در برابر سايش و حتي پيچيدگي و تغيير شكل گرديد. پانچهاي مجهز شده به اين نوع پوشش از پانچهاي كاربيدي نيز بهتر عمل كردند. حتي پس از توليد حدود 000ر215 قطعه نيز با وجود پوشش اخير بر روي پانچ ها، هيچ گونه خللي در كيفيت صافي سطح قطعات توليدي پديد نيامد، در صورتي كه وقتي از دو لايه پوشش (TiN, TicN) استفاده ميكرديم دوام تا سقف 000ر135 قطعه بيشتر نبود.
مراجع
1- سایت metalformingmagazine نشریه جامعه قالبسازان - شماره 31 - اسفند 1382
صفحه 51
تهيه و تنظيم : امير كيــاني مهــر
قالب ها و ابزارهاي برشي
New CrN Tool Coatings
تهیه کننده : نشریه جامعه قالبسازان ایران
چكيده
در اين مقاله به بررسي مزايا و منافع استفاده از پوشش هاي جديد CrN بر روي ابزارهاي فرم دهي، قالب هاي كشش و لبه ابزارهاي برشي پرداخته خواهد شد. اين پوشش نسبت به ساير پوشش ها دوام و عمر مفيد بيشتري داشته و افزايش دماي ابزار در حين كار را به حداقل ممكن مي رساند و از پيچيدگي و تغيير شكل ابزار نيز جلوگيري نموده و نسبت به ديگر روش هاي پوشش دهي و اثرات و عوارض جانبي ناشي از بوهاي نامطبوع آن مزيت داشته و فاقد آن مي باشد، در ادامه به دو مورد از گواهي و تصديق كاربران اين ابزارها خواهيم پرداخت.
واژه هاي كليدي : 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
اين ابزارها نسبت به نوع مشابه از لحاظ فاصله زماني جهت تعمير، بازسازي و تيزكردن مجدد، زمان را دو برابر مي نمايند يعني دوام و پايداري فرم ابزار دو برابر مي گردد. اين مزايا حتما" شما را متقاعد خواهد كرد كه همه قالبهاي خود را به اين پوشش مجهز گردانيد.
حال ببينيم در شركت Beckett Gas در اين خصوص چه تغييراتي رخ داده است. اين شركت از ورقهاي فولادي داراي روكش آلومينيوم جهت ساخت مشعلهاي گازي به روش استمپينگ استفاده مي نمايد. طبق گزارشات اين شركت از بزرگترين تامين كنندگان مشعل گازي براي آبگرمكنها و كوره ها مي باشد كه ساليانه حدود 30 ميليون قطعه در سال با استفاده از هفت پرس چند مرحلهاي از 100 تن تا 600 تن و سي پرس تك ايستگاهي توليد مي نمايد. تقريبا" برخي از قالب هاي مرحله ساليانه حدود چهار ميليون قطعه توليد ميكنند.
براي شكل دهي شيتهاي نورد سرد شده و مجهز به روكش آلومينيوم كه خيلي از آنها ضخامتشان 035/0 اينچ مي باشد، ما را بر آن داشت كه به تحقيق و بررسي درخصوص انتخاب فولادهاي ابزار و روكشهاي مربوطه، بپردازيم. پوشش آلومينيوم بر روي ورقهاي فلزي تمايل به ايجاد ساييدگي در قالب را افزايش ميدهد. در گذشته شركت Beckett براي ابزارهاي خود از فولاد D2 استفاده مينموده است كه اغلب براي قالب مشعلهاي ساده به كار ميبرده است كه پس از هر 60 تا 80 هزار قطعه اي كه با آن مي زدند، آن را بازسازي و تيز مينمودند. سپس شركت تصميم گرفت از فولادهاي ابزار توليد شده به روش متالورژي پودر (PM) استفاده نمايد. اين تغيير و استفاده از اين فولادها عمر ابزارها و در نتيجه فاصله زماني تيزكردن و بازسازي ابزار و قالبها را دو برابر نمود. ايجاد يك پوشش چند لايه اي از جنس TiCN بر روي فولادهاي ابزارهاي ساخته شده به روش متالورژي پودر (PM) ، نيز عمر ابزار را 50% ديگر افزايش داده و اين امكان را فراهم مي كند تا بتوان بدون تعمير و بازسازي و تيزكردن ابزار تا تعداد 000ر200 تا 00ر220 قطعه را فرم دهي كرد كه در حالت قبل كه ابزار از PM وليكن بدون پوشش بود تعداد 60 تا 80 هزار قطعه بوده يعني حدود 5/2 برابر بيشتر قطعه توليد شده است.
http://i17.tinypic.com/29ynozm.jpg
آقاي Roth مي گويد: ما اين نوع پوشش را حدود 4 سال است كه با موفقيت به كار برده ايم و اين نوع پوشش به روش رسوب دهي فيزيكي بخار صورت گرفته است (PVD) و پس از آن پوشش جديدي به همان روش از جنس نيتريد كروميوم معروف به ST3 بر روي ابزارهاي فرمدهي و برش مورد استفاده در قالب هاي inshot ، را بكار گرفتيم. مزيت اين پوشش جديد اين بود كه عمر قالب و ابزار را نسبت به پوشش قبلي 25% ديگر افزايش داد. همچنين اين پوشش باعث مي شود با توجه به اينكه تعداد قطعات توليدي و يا به عبارتي ضربات فرمدهي افزايش مي يابد، ميزان پيچيدگي قالب و ابزار نيز به ميزان قابل توجهي كاهش يافته كه تقريبا" ميتوان از آن چشمپوشي نمود. فرآيند پوششدهي در دماي 925 در جه فارنهايت صورت گرفته بنابراين هيچ گونه تغيير شكل و پيچيدگي نيز در ابزار پديدار نخواهد شد.
در تحقيقات اخير از اين نوع قالبهاي مجهز به پوشش هاي ST3 جهت فرمدهي كششي فولادي روكشدار آلومينيوم با ضخامت 035/0 اينج و عمق 4/3 اينچ و شعاع گوشه ها در حد 030/0 اينچ، استفاده موفقيتآميزي شده است. به گقته آقاي Roth ، پوشش آلومينيوم بر روي ورقهاي فولادي باعث تپش ابزار به سمت بالا ميشود. فرآيند پوششدهي نفوذي به روش داغ بر روي ابزارهاي فرم از آسيب ديدگي گوشه هاي ابزار در اثر سايش ناشي از پوشش آلومينيوم موجود در روي مواد خام، جلوگيري نموده و ميتوان تاحدود 000ر400 قطعه را به راحتي و بدون هيچ مسئله خاصي توليد نمود. حال به اين نكته رسيده ايم كه پوششهاي جديد (CrN) اين امكان را فراهم مي كند كه تعداد قطعات را بدون نياز به تعمير و بازسازي به 000ر600 قطعه برسانيم. اولين قالبهايي ( به ويژه inshot dies) كه مجهز به اين نوع پوشش شده اند در سال 2002 مورد استفاده قرار گرفتهاند و حالا تصميم گرفته ايم كليه قالبها و ابزارهاي فرمدهي و ابزارهاي برشي خود را به اين نوع پوشش مجهز نماييم. در آوريل 2003 شركت تصميم به توليد اهرم سوپاپ (چكشك) به صورت پروتوتايپ ( نمونه اوليه ) با استفاده از قالبهاي فرمدهي، گرفت. جنس اين قطعه فولاد كار سرد شده از جنس و نوع 1008 و با ضخامت 118/0 تا 121/0 اينچ مي باشد. در اين كار متوجه شديم كه حتي تا 100 قطعه نيز كه توليد مي شود مي بايستي قالب مجددا" پوليش و با پوشش هاي TiN و TicN پوشش دهي شود، وگرنه قالب دچار فرسايش و حتي ترك خوردگي ميشد. پس از نمونه سازي جهت توليد انبوه، اولين خط توليد اين قطعه در ماه مه 2003 شروع بكار نمود و ليكن در اين كار مسئله اصلي سايش ابزار و قالب بود. سرانجام پس از استفاده از پوشش CrN ، عمليات ساخت چكشك با موفقيت انجام گرديد. قبل از پوششدهي قالب را به خوبي پوليش داديم. ابعاد قالب بطور متوسط 6×3×3 اينچ مي باشد. ارتفاع پانچ به طور ميانگين 5 اينچ و به عرض 1 و طول 3 ميباشد. نكته جالبتر اينكه با استفاده از اين پوشش نياز به مصرف روانكار نيز به ميزان 25% كاهش يافت و اين در حالي بود كه هيچ گونه تاثير منفي در كيفيت كار و يا افزايش ميزان سايش ابزار نيز رخ نداد. پس از حصول فوايد فوق بر روي فولادهاي ابزار DC53 نيز اين نوع پوشش بكار گرفته شد كه نتيجه آن افزايش مقاومت قالب و ابزار در برابر سايش و حتي پيچيدگي و تغيير شكل گرديد. پانچهاي مجهز شده به اين نوع پوشش از پانچهاي كاربيدي نيز بهتر عمل كردند. حتي پس از توليد حدود 000ر215 قطعه نيز با وجود پوشش اخير بر روي پانچ ها، هيچ گونه خللي در كيفيت صافي سطح قطعات توليدي پديد نيامد، در صورتي كه وقتي از دو لايه پوشش (TiN, TicN) استفاده ميكرديم دوام تا سقف 000ر135 قطعه بيشتر نبود.
مراجع
1- سایت metalformingmagazine نشریه جامعه قالبسازان - شماره 31 - اسفند 1382
صفحه 51
تهيه و تنظيم : امير كيــاني مهــر