Overflaten på koldstansede deler får riper, og på fabrikken kommer det ofte en forespørsel: "På neste parti materialer må fosfatbelegget bli litt tykkere."
Er dette et fornuftig synspunkt? Ja. Et utilstrekkelig belegg kan faktisk redusere motstanden mot skader. Men hvis man tilskriver alle riper til at belegget er for tynt, kan endringene føre til feil retning.
Hovedsaken er ikke hvor mye belegg som ble påført ved utgangen fra fabrikken, men hvor mye effektiv beskyttelse som fortsatt er igjen når materialet når den prosessen der riper lett oppstår.
I. Hva er egentlig årsaken til riper?
Når folk på fabrikken snakker om "rifter", kan det dreie seg om forskjellige problemer som klebende skader eller riper forårsaket av harde partikler. Man bør ikke avgjøre årsaken basert kun på noen få spor.
Den typiske klebende skaden oppstår når beskyttelseslaget mellom materialet og verktøyet lokalt svikter, slik at metallet kommer i direkte kontakt. Under høyt trykk og relativ bevegelse vil metallene klebe sammen, og etterpå bli revet løs, noe som etterlater grove riper.
Derfor må man først spørre: Ikke "hvor tykt belegget er", men hvorfor sviktet beskyttelsen nettopp på dette stedet? Kaldsmørelse skal både redusere friksjon og klamre seg til materialet under etterfølgende deformasjon. Forskning på smørelagets ytelse ved kaldsmiing
II. Fosfatbelegg og smørelag er ikke det samme
Her diskuteres det vanlige systemet med fosfatering og såping av ståltråd.
Fosfateringen danner et overgangsbelegg som gir grunnlag for senere smøring og bidrar til å isolere materialet fra verktøyet; såpebehandlingen gir metallseif og et lag med seif som virker smørende. Disse to fungerer sammen, og man kan ikke vurdere dem separat.
Et tykt fosfatbelegg betyr ikke nødvendigvis at såpingen var tilstrekkelig, og selv om det sitter mye seif på overflaten, betyr det ikke at det holder ved deformasjonen. Studier viser også at et for tykt seiflag kan bygge seg opp på verktøyet og påvirke dimensjonsnøyaktigheten. Derfor er "noe tykkere" ikke en ubegrenset løsning. Forskning på fosfat–såpesystemet
III. Selv om beleggets vekt er godkjent, kan det likevel oppstå riper?
Først må vi skille mellom: Beleggets vekt angir massen per arealenhet, vanligvis angitt i g/m²; beleggets tykkelse er geometrisk tykkelse, vanligvis angitt i μm. De to er relaterte, men er ikke samme størrelse.
Ett resultat for beleggets vekt kan ikke samtidig svare på disse tre spørsmålene:
Slik at når man undersøker kvaliteten på fosfateringen, må man også vurdere dekningen, krystallstrukturen og hvordan belegget fester seg, og ikke bare sammenligne ett tall for vekten. Studier av evaluering av fosfatbelegg ved koldforming
- Er dekningen jevn? Tilstrekkelig gjennomsnittlig vekt betyr ikke at alle områder er fullt dekket.
- Er belegget godt festet? At det finnes et belegg betyr ikke at det ikke faller av under deformasjonen.
- Er smørelaget effektivt? Godkjent fosfatbelegg betyr ikke at såpestadiet og smørefunksjonen er tilpasset hverandre.
IV. Det som lett overses, er forskjellen mellom tilstanden ved testing og tilstanden ved bruk
Hvis ståltråden skal trekkes etter fosfatering og såping, vil vekten av belegget målt etter denne behandlingen ikke nødvendigvis representere overflatens tilstand når den kommer inn i koldstansmaskinen.
På samme måte utføres ikke hele deformasjonen ved koldstansing i én enkelt operasjon. I den første operasjonen utvides overflaten og belegget blir skadet, og i de neste operasjonene presses og glir materialet videre. At det ikke oppsto riper tidligere betyr ikke at det fortsatt er nok beskyttelse senere.
Det er også grunnen til at samme overflatebehandling kan fungere greit for ett produkt, men ikke være tilstrekkelig når det brukes på et annet produkt med større overflateutvidelse og lengre glidningsvei. Studier av smøreegenskaper ved flere arbeidsoperasjoner tar spesielt sikte på å knytte sammen overflateutvidelsen i de tidlige trinnene med motstanden mot riper i de siste trinnene. Evaluering av smøring ved koldstansing i flere trinn
5. Er det egentlig noe vits i å tykke opp pelslaget?
Det er nytteverdi, men forutsetningen er at problemet faktisk skyldes utilstrekkelig effektivt pelslag. Vi kan ikke påstå at tykkelsen ikke er viktig bare for å motarbeide «tykkelsesfetisjen».
Ett forsøk utført av Nippon Steel viste at et tykkere resterende fosfat- og såpelag under deres testforhold hadde bedre motstand mot klebing; men friksjonskoeffisienten ble ikke vesentlig redusert med økt tykkelse, og både kontakttemperatur og verktøyets overflaterykkhet påvirket ytelsen betydelig.
Dette viser at «mindre sannsynlighet for å få rifler» og «lavere friksjon» ikke nødvendigvis er det samme, og at tykkelsen ikke er den eneste avgjørende faktoren. Disse resultatene kan ikke direkte oversettes til generelle krav om pelslagstykkelse for alle ståltråder og alle deler. Japanske Stålindustriens rapport om kaldsmiing, avsnitt 4.
6. Hva bør materialleverandøren undersøke ved forekomst av rifling?
Det anbefales å rette etterforskningen mot tre konkrete punkter, fremfor umiddelbart å forlenge fosfateringstiden:
Undersøkelsespunkt Hva må avklares
Tråd på maskinen Fosfatpelsvekt, såkelagsstatus samt dekning og vedheft under faktiske brukstilstander – er det noe unormalt?
Prøver fra hver arbeidsstasjon Fra hvilken operasjon begynner riflingen å oppstå, og hvilke deformasjoner har dette området gjennomgått tidligere?
Normal batch versus feilbatch Hvilke gjentakbare forskjeller finnes mellom overflatebehandlingsstatusene under sammenlignbare bearbeidingsforhold?
Hvis det oppdages lokale områder uten dekning, bør man først løse dekningsproblemet; hvis pelslaget lett faller av, bør man først undersøke kvaliteten på forbehandling og pelsgjenging; og hvis såkelaget er unormalt, bør man justere den aktuelle behandlingen. Først når bevisene peker mot utilstrekkelig pelsvekt, bør økt pelsvekt prioriteres som hovedtestningsmål.
Verifikasjonen bør heller ikke begrenses til å se om «noen få prøveslag ser bra ut». Under sammenlignbare forhold bør man registrere tidspunktet for riflingsoppståen, andelen defekte produkter og tilstanden av verktøyklebing under kontinuerlig produksjon, for å sikre at forbedringen holder seg over tid.
Avtale
Ved kaldformingsrifling kan utilstrekkelig tykkelse på fosfatpelsen være en mulig årsak, men det er ikke en sluttgjennomgang vi kan trekke bare ved å se riflinger.
Som materialleverandør må vi levere ikke bare en godkjent pelsvekt, men en overflatebehandling som er tilpasset kundens formkrav og som fungerer stabilt.
Om pelslaget må gjøres tykkere, skal det gjøres tykkere; om det er dekning, vedheft eller smøring som må ordnes, skal disse problemene løses. Pelsen må gjøres riktig, ikke bare tykk.