Pe suprafața pieselor obținute prin ștanțare la rece apar zgârieturi; pe teren se face adesea o solicitare: „Pentru următoarea serie de materiale, să se facă stratul de fosfatare mai gros.”
Este această concluzie justificată? Da. Un strat insuficient poate reduce efectiv rezistența la zgârieturi. Cu toate acestea, dacă se atribuie toate zgârieturile doar „grosimii slabe a stratului”, atunci îmbunătățirile pot duce spre o direcție greșită.
Ceea ce contează nu este cât de mult material a fost aplicat la fabricare, ci câtă protecție eficientă rămâne pe suprafață în momentul operației în care apare cu ușurință zgârietura.
I. Cum apar, de fapt, zgârieturile?
Prin urmare, întrebarea esențială nu este „cât de gros este stratul”, ci: de ce a cedat mai întâi protecția în acel anumit loc? Stratul de lubrifiere folosit în deformarea la rece trebuie să reducă frecarea, dar și să adere bine la material, rezistând la deformările ulterioare. Cercetări privind performanța stratului de lubrifiere pentru deformarea la rece
II. Stratul de fosfatare și stratul de lubrifiere nu sunt același lucru
Aici discutăm sistemul comun de fosfatare-saponificare al sârmei din oțel.
Fosfatarea formează un strat transformator, oferind o bază pentru aderența stratului de lubrifiere și ajutând la izolarea materialului de moletă; saponificarea creează săpun metalic și un strat de săpun aderent, contribuind la reducerea frecării. Cele două straturi funcționează în combinație, deci nu se poate verifica doar unul dintre ele.
O fosfatare groasă nu înseamnă neapărat o saponificare adecvată; chiar dacă există mult săpun pe suprafață, acesta nu rămâne neapărat intact în timpul deformării. Studiile relevă, de asemenea, că un strat de săpun prea gros poate să se acumuleze pe moletă, afectând precizia dimensiunilor. Prin urmare, ideea de a-l face „mai gros” nu reprezintă o soluție perfectă. Cercetări privind sistemul fosfatare-saponificare
III. De ce apar totuși zgârieturile, chiar și când greutatea stratului este conformă?
În primul rând, trebuie să distingem: greutatea stratului se referă la masa stratului pe unitatea de suprafață, exprimată în general în g/m²; grosimea stratului este o măsură geometrică, exprimată în μm. Cele două sunt corelate, dar nu reprezintă același parametru.
Un singur rezultat privind greutatea stratului nu poate răspunde simultan la următoarele trei întrebări:
Prin urmare, verificarea calității fosfatarei trebuie să ia în considerare și uniformitatea acoperirii, morfologia cristalină și comportamentul de aderență, nu doar să compare un singur număr numeric. Cercetări privind evaluarea stratului de fosfatare în formarea la rece
- Acoperirea este uniformă? O greutate medie suficientă a stratului nu garantează că fiecare zonă este complet acoperită.
- Aderența este solidă? Prezența stratului nu înseamnă că acesta nu se va desprinde în timpul deformării ulterioare.
- Stratul de lubrifiere este eficient? Stratul de fosfatare conform cerințelor nu garantează că saponificarea și colaborarea cu stratul de lubrifiere sunt, de asemenea, adecvate.
IV. Cel mai ușor de trecut cu vederea este diferența dintre starea la testare și starea în utilizare
Dacă sârma, după fosfatare-saponificare, mai este supusă tragerii, atunci greutatea stratului măsurată imediat după procesul de fosfatare-saponificare nu reflectă direct starea suprafeței la intrarea în mașina de ștanțare la rece.
La fel, ștanțarea la rece în mai multe stații nu realizează toată deformarea într-o singură etapă. În prima fază, suprafața este deja extinsă și stratul este deteriorat, iar în fazele următoare continuă compresia și alunecarea. Dacă nu au apărut zgârieturile în prima fază, nu înseamnă că în fazele următoare mai există suficientă protecție.
Acesta este motivul pentru care același tratament de suprafață poate fi adecvat pentru un anumit tip de piesă, dar poate fi insuficient pentru o altă piesă, unde suprafața este mai extinsă și distanța de alunecare mai mare. Studiile privind evaluarea performanței de lubrifiere în cazul mai multor stații de lucru testează în mod special legătura dintre expansiunea inițială a suprafeței și capacitatea de rezistență la zgârieturi în fazele ulterioare. Evaluare a lubrificației în deformarea la rece în mai multe stații
V. Este folositoare îngroșarea stratului de peliculă?
Este utilă, dar numai dacă problema este cu adevărat legată de lipsa unui strat eficient. Nu putem să spunem că grosimea nu contează doar pentru a ne opune „teoriei exclusiviste a grosimii”.
O experiență realizată de Nippon Steel a arătat că, în condițiile testelor sale, un strat rezidual mai gros de fosfatizare și saponificare prezintă o capacitate mai bună de rezistență la aderență; totuși, coeficientul de frecare nu scade semnificativ odată cu creșterea grosimii, iar temperatura de contact și rugozitatea suprafeței sculei influențează, de asemenea, semnificativ performanța.
Acest lucru demonstrează că „mai puțin predispus la zgârieturi” și „frecare mai scăzută” nu sunt același lucru, iar grosimea nu este singurul factor determinant. Aceste rezultate experimentale nu pot fi extrapolate direct ca cerințe generale privind stratul pentru toate tipurile de sârmă sau ale tuturor componentelor. Raport tehnic Nippon Steel despre deformarea la rece, secțiunea 4.
VI. În cazul apariției zgârieturilor, cum ar trebui să investigheze furnizorul de materiale?
Se recomandă să se concentreze verificările asupra a trei aspecte concrete, în loc să se mărească imediat durata procesului de fosfatizare:
Segment de verificare Ce trebuie clarificat
Sârma utilizată pe linia de producție În condițiile reale de utilizare, greutatea stratului de fosfat, starea stratului de săpun, precum și eventualele anomalii ale acoperirii și aderenței
Eșantioane din fiecare stație Începând de la ce operație apar zgârieturile și ce tipuri de deformări a suferit materialul până la acea poziție
Loturi normale și loturi anormale În condiții comparabile de prelucrare, care sunt diferențele repetabile între stările tratamentului de suprafață
Dacă se constată zone localizate fără acoperire, trebuie rezolvată mai întâi problema de acoperire; dacă stratul se desprinde ușor, trebuie verificată mai întâi calitatea prelucrării preliminare și a formării stratului; iar dacă stratul de săpun are o stare anormală, trebuie ajustat tratamentul corespunzător. Doar dacă există dovezi clare că greutatea stratului este insuficientă, atunci se va verifica în mod prioritar posibilitatea creșterii acestei greutăți.
Verificarea nu se poate limita la „testarea câtorva piese bine realizate”. Trebuie înregistrate, în condiții comparabile, momentul apariției zgârieturilor, proporția pieselor defectuoase și gradul de aderență la ștampă în timpul procesului continuu de prelucrare, pentru a confirma că îmbunătățirea este durabilă.
Concluzie
Zgârieturile la bulonarea la rece pot fi cauzate, printre altele, și de un strat de fosfatizare insuficient de gros, dar aceasta nu este o concluzie automată la prima vedere.
Ca furnizor de materiale, trebuie să oferim nu doar o valoare acceptabilă a greutății stratului, ci o stare a tratamentului de suprafață care să se potrivească cerințelor de formare ale clientului și să funcționeze în mod stabil.
Atunci când este necesară creșterea greutății stratului, se face acest lucru; când trebuie rezolvate problemele de acoperire, aderență sau lubrifiere, se abordează exact acele aspecte. Stratul trebuie să fie corect, nu doar gros.