A vevők gyakran nem „alacsony keménységet” keresnek, hanem azt, hogy az anyag „könnyebben alakítható legyen”.
Hidegpréselésre szánt anyagok esetében gyakran halljuk a vásárlóktól ezt a jól ismert mondatot:
„Ez az anyag lehetne még egy kicsit puhább?”
Egyes ügyfelek nem adnak meg konkrét keménységi értéket, csak annyit mondunk: „puhább, hogy könnyebb legyen alakítani”; mások azt szeretnék, ha a 90 HRB-ről 80 fölé csökkenne a keménység; megint mások tovább kérdeznek:
„A 75 HRB-t is meg tudják valósítani?”
Elméletileg ez nagyon egyszerű: ha túl kemény, akkor csináljuk puhábbra.
De tényleg minél puhább az anyag, annál jobb?
A válasz:
Nem.
A vevők igazából nem is egy konkrét, nagyon alacsony keménységi értékre vágynak, hanem arra a néhány szóra, amely e mögött a szám mögött rejtőzik:
„jól préselhető, könnyen feldolgozható, stabil”.
I. Miért mondják a vásárlók mindig, hogy „puhább legyen”?
Ez a mondat tulajdonképpen könnyen érthető.
Ha egy darab tészta túl kemény, nehéz vele dolgozni; ha puhább, természetesen könnyebben formázható.
Az acélnak is hasonló a helyzete.
Más feltételek megegyezése esetén, ha az anyag szilárdsága és keménysége magasabb, a hidegdeformáláshoz általában nagyobb terhelés szükséges. A gyártósoron ez azt jelentheti, hogy nő az üzemgépek terhelése, megnő az üllőkre ható erő, az anyag kevésbé lágyan áramlik, és a gépek beállítása is nehezebb lesz.
Ezért mondják a vásárlók:
„Kérem, csinálják puhábbra.”
Sokszor nem az anyagtudományt vizsgálják, hanem azt közlik velünk:
„Azt szeretném, ha ezt a terméket könnyebben lehetne előállítani.”
Pont itt kezdődik a probléma.
Mert a „könnyű gyártás” nemcsak a keménységtől függ.
II. A 80 HRB mindenképpen jobban préselhető, mint a 85 HRB?
Nem feltétlenül.
Feltételezzük, hogy két tekercs van ugyanabból a típusú anyagból:
A anyag: 80 HRB
B anyag: 85 HRB
Csupán a számok alapján sokan elsőre a 80 HRB-t választanák.
De ha a 80 HRB-es tekercs anyaga nem egyenletes szerkezetű, felülete rossz állapotú, míg a 85 HRB-es tekercs anyaga egyenletes, jó felülettel rendelkezik és feldolgozási állapota stabil, akkor a tényleges hidegpréselési eredmény nem biztos, hogy a 80 HRB-nél jobb lesz.
Ennek egyszerű az oka:
A hidegpréselő gép nem a keménységmérőn mutatott egy számot préseli, hanem egy egész tekercs valós anyagot.
A gép az anyag szilárdságával, képlékességével, mikroszerkezetével, felületével, kenésével, képlékenyedési viselkedésével és ezeknek a tulajdonságoknak az egyenletességével az egész tekercsen szembesül.
Tehát a keménység fontos, de csak egyetlen tényező közül.
A HRB érték csökkentése nem egyenlő a hidegpréselési tulajdonságok javításával.
III. A túl kemény anyag nem könnyű megmunkálni, de a túl puha is problémát okozhat
Ezt az aspektust különösen könnyű figyelmen kívül hagyni.
A túl kemény anyag növelheti az alakítási terhelést és a szerszámok igénybevételét, emellett a nagyobb alakváltozással járó termékek gyártási műszaki tartománya is szűkülhet.
Ezért természetesen felmerül a gondolat:
Hát akkor legyen még puhább.
De az anyagnak még további feldolgozási folyamatai is vannak.
Vannak olyan termékek, amelyek után hidegpréselés után esztergálásra, furatfúrásra vagy CNC-megmunkálásra kerül sor, mások pedig szénkezelést, edzést vagy egyéb hőkezelést kapnak.
Ha valamelyik hidegpréselési lépés miatt csak a lehető legalacsonyabb keménységre törekszünk, előfordulhat, hogy ezzel az adott művelet problémáját sikerül megoldani, ugyanakkor a következő gyártási folyamatban újabb nehézségeket okozunk.
Ezért nem azt kell valójában keresni:
A legalacsonyabb keménységet.
Hanem:
Az egész gyártási folyamatra leginkább megfelelő anyagállapotot.
Ez a két fogalom teljesen eltér egymástól.
IV. A gömbösítő lágyítás sem egy „ki tud puhábbat csinálni” verseny
Az ügyfelek gyakran azt mondják, ha azt kérik, hogy az anyag legyen puha:
„Akkor gömbösítsék még jobban.”
A gömbösítő lágyítás valóban fontos eszköz a közepes szén-, ötvözött- és magas szénanyagok hidegmechanikai tulajdonságainak javítására.
Ám a gömbösítés célja nem csupán a keménység csökkentése.
Megfigyeljük az anyag belsejében is:
- Milyen a karbidok állapota;
- Van-e egyenletes eloszlásuk;
- Vannak-e feltűnően nagy szemcsék;
- Összhangban van-e a külső réteg és a mag;
- Stabil-e az anyagállapot az egész tekercsben.
Ez olyan, mint rizst főzni.
Nem az a jó, ha minél több víz van benne, hanem az, ha éppen megfelelő a puhasága és az egész edényben egyenletes.
Ugyanez igaz az anyagokra is.
Egy kellemes, alacsony keménységi értéknek kevés mérnöki értéke van, ha nem párosul ideális mikroszerkezettel.
Ezért:
A gömbösítés célja a további megmunkálásokhoz megfelelő mikroszerkezet elérése, nem pedig pusztán a legalacsonyabb HRB érték elérése.
Ötödik: „A 90 megoldható, akkor a 75 miért nem?”
Ez egy nagyon jellemző kérdés a helyszínen.
Például van egy bizonyos közepes szén-tartalmú ötvözött acél, amely jelenleg körülbelül 90 HRB keménységű szállítási állapotban érkezik, de az ügyfél ennél még puhábbat szeretne.
85?
80?
Végül talán egyenesen azt kérdezik:
„A 75-öt is meg tudjuk csinálni?”
A beszerzés szempontjából ez a logika meglehetősen természetesnek tűnik:
Hogyha a 90-et le lehet csökkenteni 85-re, akkor a 85-ről tovább lehet menni 80-ra, és onnan nem lehetne még tovább csökkenteni 75-re?
De az anyagok nem olyanok, mint a légkondicionáló hőmérséklete.
Nem úgy működnek, hogy ha egyszer csak lenyomunk egy „–” gombot, folyamatosan csökken a keménység.
Mindenféle acélnak saját összetételi alapja és mikroszerkezeti jellemzői vannak, és az, hogy végül milyen keménységi állapotot érhetünk el, további tényezőktől is függ, például az anyag specifikációjától, az eredeti mikroszerkezettől, a hőkezelési állapottól és az utólagos megmunkálási folyamatoktól.
Ezért amikor a cél már közelít az anyag technológiai határaihoz, a további csökkentés már nemcsak annyit jelent, hogy „egy kicsit optimalizáljuk a technológiát”.
Ilyenkor a szakmai válasz nem lehet egyszerűen:
„Megoldható” vagy „nem megoldható”.
Először inkább azt kellene kérdezni:
„Miért feltétlenül 75 HRB kell?”
Mert ennek a válasznak sokkal nagyobb jelentősége van, mint magának a 75-ös keménységnek.
Hatodik: Az ügyfél 75 HRB-t kér, de valójában talán egyáltalán nem a 75 HRB a lényeg
Feltételezzük, hogy az ügyfél így felel:
„Mert most nem jó hidegpréselni.”
Ekkor a valódi kérdés így fogalmazódik meg:
Miért nem jó hidegpréselni?
Ha a formázó terhelés túl magas, akkor a keménység lehet egy lehetséges irány;
ha viszont helyi repedések jelennek meg, akkor nemcsak a keménységet kell figyelembe venni;
ha pedig a szerszám élettartama nem megfelelő, akkor az anyag, a kenés és a szerszám közötti összehangolásra is oda kell figyelni;
ha az ügyfél később gépi megmunkálást is tervez, akkor az utólagos műveleteket is be kell vonni a számításba.
75 HRB.
Az anyagmérnöknek azonban valójában azt kell megértenie:
melyik gyártási problémát szeretné megoldani.
Hetedik: A „legalacsonyabb keménységnél” fontosabb a „megfelelő technológiai tartomány”
Egy igazán stabil hidegpréselésre alkalmas anyagnak nem szabadna csak egyetlen, magányos keménységi mutatóval rendelkeznie.
a szilárdság és a nyúlás, a mikroszerkezeti állapot, a felületi minőség, a húzómegmunkálás állapota, a kenési viszonyok és a tényleges deformáció mértéke.
A gumiabroncs sem jobb, minél puhább, és a futómű sem kényelmesebb, minél lágyabb.
HRB ≤ egy bizonyos érték
.
8. Az anyagok alkalmazkodhatnak a technológiához, de nem hordozhatják a teljes gyártórendszer felelősségét
A helyszínen néha előfordul az alábbi helyzet is:
A szerszámot nehéz beállítani – legyen az anyag még egy kicsit puhább.
A gép túlterhelt – legyen az anyag még egy kicsit puhább.
A termék nehezen formázható – akkor is inkább legyen az anyag puhább.
Persze az anyag optimalizálható.
De az anyag nem mindenre megoldás.
Minden anyagnak megvannak a határai, a szerszámnak saját feladatai vannak, és a gépeknek is megvan a saját kapacitása.
Ha minden problémát végül az anyag szilárdságának csökkentésével oldanak meg, könnyen lehet, hogy csak áthelyezik a gyártórendszer problémáit az alapanyag irányába.
Egy igazán érett mérnöki megközelítés szerint:
az anyag, a szerszám, a berendezés, a kenés és a technológia közösen találják meg a legmegfelelőbb összhangot.
Nem pedig úgy, hogy valamelyik elemet végtelenül engedni kell.
9. Miért tesz a Creation Group Csoport gyakran egy plusz kérdést: „Miért?”
A vevő kérdezi:
„Lehetne még egy kicsit puhább?”
A legegyszerűbb válasz persze ez lenne:
„Igen.”
Vagy:
„Nem.”
De mi inkább megkérdezzük:
„Miért van szüksége arra, hogy puhább legyen?”
A hidegpréselés során nehezen formázódik?
A szerszám élettartama nem elég hosszú?
A gép túlterhelt?
Hogyha ezt tisztázzuk, akkor tudjuk megítélni, hogy valójában a keménységet, a mikroszerkezetet, a megmunkálási állapotot vagy valamilyen más szempontot kell-e korrigálni.
Néha valóban szükséges az anyag puhábbá tételére törekedni.
De máskor kiderül:
a valódi probléma nem a keménység.
Ez az, amit a Creation Group Csoport következetesen betart a hidegpréselésre használt anyagok tervezésekor:
A vevő egy számot ad meg nekünk, de mi a mögötte lévő technológiát is látni akarjuk.
Mérnöki szemlélet
A hidegpréselésre használt anyag nem attól jó, ha minél puha, hanem attól, ha minél jobban megfelel a felhasználásnak.
Túl kemény esetleg nehezen formázható; túl puha pedig nem biztos, hogy alkalmas a további feldolgozásra.
A valóban jó anyagállapot nem azt jelenti, hogy valamelyik paramétert a lehető legjobbra hozzuk, hanem azt, hogy az anyag a vevő teljes gyártási folyamatában egy ésszerű, stabil és reprodukálható technológiai tartományban maradjon.
Így hát legközelebb, ha azt halljuk:
„Kérem, 75 HRB-re állítsák!”
mi inkább először megkérdezzük:
„Miért pont 75?”
Mert ennek a „miért”-nek a feltárása sokszor közelebb visz a probléma valódi megoldásához, mint néhány HRB-csökkentés.
A Creation Group Csoportról
A Creation Group Csoport a hidegpréselésre szánt sodronyokra, speciális profilos sodronyokra és különleges hidegformázó anyagokra specializálódott.
Nemcsak egy adott típust, méretet vagy keménységet kínálunk, hanem meg akarjuk érteni, hogy az anyagból milyen termék készül, milyen folyamatokon megy keresztül, és milyen problémákat kell megoldania.
Tisztázzuk a problémát, majd állítsuk be az anyagot megfelelővé.
Azután azokat a kérdéseket, amelyek valóban az anyag mikroszerkezetére, a technológiai tartományra és a konkrét gyártási útvonalra vonatkoznak, termékre, berendezésre és a helyszíni körülményekre alapozva kell részletesen elemezni – ez az, ami az anyagmérnöki szolgáltatásokat igazán értékessé teszi.