На поверхности холоднодеформированных деталей появляются задиры, и на производстве часто звучит просьба: «В следующей партии материала сделайте фосфатное покрытие потолще».
Оправдано ли такое суждение? Да. Недостаточная толщина покрытия действительно может снижать устойчивость к задиранию. Однако если все задиры сводить исключительно к «тонкому покрытию», то можно лишь усугубить проблему.
Главное — не сколько защитного слоя было нанесено при выпуске материала, а сколько эффективной защиты осталось на его поверхности к моменту прохождения операции, где наиболее вероятно образование задиров.
1. Как именно возникают задиры?
Под «задирами», о которых говорят на производстве, могут подразумеваться различные явления: адгезионные задиры, царапины от твердых частиц и т. п.; нельзя определять причину только по нескольким бороздкам.
Типичный пример адгезионного задира: местное разрушение защитного слоя между материалом и формой, в результате чего металлы контактируют напрямую; под высоким давлением и относительным перемещением происходит адгезия, затем металл зацепляется и отрывается, образуя шероховатые следы задира.
Поэтому прежде всего следует спрашивать не о толщине покрытия, а о том: почему защита в данном месте вышла из строя раньше других? Смазочный слой для холодной штамповки должен одновременно снижать трение и надежно держаться на материале, выдерживая последующую деформацию. Исследования свойств смазочных слоёв для холодной штамповки
2. Фосфатное покрытие и смазочный слой — это разные вещи
Здесь рассматривается распространённая система обработки стальной проволоки: фосфатирование с последующим мылением.
Фосфатирование создаёт конверсионное покрытие, которое служит основой для адгезии последующего смазочного слоя и помогает изолировать материал от формы; мыльная обработка формирует металлические мыла и их адсорбционный слой, который непосредственно снижает трение. Эти два компонента работают совместно, поэтому недостаточно проверять только один из них.
Более толстое фосфатное покрытие не означает достаточной мыльной обработки; наличие большого количества мыла на поверхности также не гарантирует его сохранности при деформации. Кроме того, исследования показывают, что слишком толстый мыльный слой может накапливаться на поверхности матрицы, влияя на точность размеров. Таким образом, простое увеличение толщины покрытия не является бесконечным решением проблемы. Исследования системы фосфатирования–мыления
3. Если масса покрытия соответствует стандарту, почему всё равно могут появиться задиры?
Прежде всего необходимо различать: масса покрытия — это масса слоя, приходящаяся на единицу площади, обычно выражаемая в г/м²; толщина покрытия — это геометрическая толщина, обычно измеряемая в мкм. Эти величины взаимосвязаны, но не являются одним и тем же показателем.
Результат измерения массы покрытия не позволяет одновременно ответить на следующие три вопроса:
Поэтому при контроле качества фосфатного покрытия необходимо учитывать равномерность покрытия, морфологию кристаллов и степень адгезии, а не ограничиваться лишь сравнением одного численного значения. Исследования методов оценки фосфатных покрытий для холодной объёмной штамповки
- Насколько равномерно нанесено покрытие? Достаточная средняя масса покрытия не означает, что каждое место покрыто полностью.
- Насколько прочна адгезия? Наличие покрытия не гарантирует, что оно не отслоится при дальнейшей деформации.
- Достаточно ли эффективен смазочный слой? Соответствие фосфатного покрытия стандарту ещё не означает, что состояние мыльного слоя и его взаимодействие со смазкой также оптимальны.
4. Самое важное, что легко упустить, — это разница между состоянием во время испытаний и состоянием в процессе эксплуатации
Если после фосфатирования и мыления проволока подвергается дополнительно волочению, то результаты измерений массы покрытия, полученные сразу после этих операций, не отражают непосредственно состояние поверхности перед загрузкой в машину холодной штамповки.
Аналогично, многооперационная холодная штамповка не завершается за одну операцию. На предыдущем этапе поверхность уже подвергается растяжению и повреждениям покрытия, а на последующих этапах продолжаются сжатие и скольжение. Отсутствие задиров на начальном этапе не означает, что на последующих этапах сохранится достаточная защита.
Именно поэтому одна и та же технологическая обработка может быть вполне приемлемой для одной детали, но оказаться недостаточной для другой, имеющей более значительное растяжение поверхности и больший путь скольжения. Исследования по оценке смазочных свойств в многооперационных процессах специально связывают степень растяжения поверхности на начальных этапах с её устойчивостью к задиранию на последующих этапах. Оценка смазочных свойств в многооперационной холодной штамповке
5. Помогает ли увеличение толщины покрытия?
полезно，Но при условии, что проблема действительно вызвана недостаточной эффективной пленкой。нельзя возражать только ради возражения“Единственная теория толщины”，Опять говорят, что толщина не важна。
испытание, проведенное Nippon Steel, показало，В условиях их испытаний，Более толстое остаточное фосфатно-мыльное покрытие обладает лучшей способностью противодействовать прилипанию；Однако коэффициент трения не снижаетсяочевидно с увеличением толщины，Контактная температура и шероховатость поверхности инструмента также значительно влияют на характеристики。
это означает：“менее подвержен повреждениям”и“Меньшее трение”Не совсем одно и то же，толщина также не является единственным определяющим фактором。 Эти результаты испытаний нельзя напрямую экстраполировать на всю стальную проволоку、требования к массе пленки, применимые ко всем деталям。отчет Nippon Steel по технологии холодной штамповки，первый4раздел
6. Что должен проверить поставщик материала при появлении задиров?
Рекомендуется сосредоточиться на проверке трех конкретных этапов，вместо увеличения времени фосфатирования：
Этап проверки Необходимо выяснить, что именно
Проволока на станке в реальных условиях эксплуатации，Масса фосфатной пленки、Состояние мыльного слоя、Нарушено ли покрытие и сцепление
Образцы с разных рабочих мест с какого этапа появляются задиры，Какая деформация происходила ранее в этом месте
нормальные и аномальные партии В сопоставимых условиях обработки，Какие воспроизводимые различия существуют в состоянии поверхностной обработки
Если обнаружено местное непокрытие，Сначала следует решить проблему покрытия；Если слой пленки легко отслаивается，сначала следует проверить предварительную обработку и качество пленки；Если состояние мыльного слоя аномальное，следует корректировать соответствующую обработку。Только доказательства указывают на недостаточное количество пленки，Только тогда увеличение массы пленки стало основным направлением проверки。
проверка не может учитывать только“сделать несколько пробных образцов красиво”。должно проводиться в сопоставимых условиях，Запись времени появления задиров при непрерывной обработке、процент брака и состояние прилипания к пресс-форме，Подтвердить, что улучшения могут быть постоянными。
заключение
задиры при холодной высадке，Недостаточная толщина фосфатного покрытия — одна из возможных причин，Но нельзя делать вывод только потому, что обнаружены задиры。
в качестве поставщика материалов，то, что мы должны поставить，не просто подходящее значение массы пленки，а соответствующее требованиям клиента по формованию、Состояние поверхностной обработки, способное стабильно работать。
величина компенсации пленки，компенсация пленки；Следует решить вопрос покрытия、проблемы адгезии и смазки，Решить соответствующую проблему。пленка должна быть правильной，Не просто увеличение толщины。