ちょっと、そこ！深絞り鋼のサプライヤーとして、私は深絞りプロセスにおける相当な問題を見てきました。メーカーが直面する最も一般的な問題の 1 つは、深絞り加工中の裂けです。このブログでは、深絞り鋼の深絞り加工における破れの原因を詳しく解説していきます。
材料関連の原因
まず、素材自体について話しましょう。深絞り鋼の特性は、引き裂きが発生するかどうかに大きな影響を与えます。
1. 低延性
深絞り鋼は、引き裂かずに引き伸ばして希望の形状に成形できるように、優れた延性を備えている必要があります。鋼の延性が低い場合、深絞り加工中に十分な塑性変形ができません。延性は鋼の化学組成の影響を受けます。たとえば、硫黄などの元素が過剰になると、鋼の延性が低下する可能性があります。硫黄は鋼中に硫化物介在物を形成し、応力上昇剤として機能します。鋼を引き抜く際、これらの応力上昇により材料に亀裂が入ったり、裂けたりする可能性があります。
2. 不均一な微細構造
鋼の不均一な微細構造も裂けを引き起こす可能性があります。鋼に粒径や相の異なる領域があると、深絞り加工時の変形が不均一になります。より大きな粒子またはより弱い相を含む領域はより容易に変形しますが、より小さな粒子またはより強い相を含む領域は変形に抵抗します。この不均一な変形により応力集中が生じ、最終的には引き裂きにつながる可能性があります。たとえば、主にフェライト - パーライト鋼にマルテンサイトの局所領域がある場合、マルテンサイト領域はフェライト - パーライト領域よりもはるかに硬く、延性が低くなります。深絞り加工ではマルテンサイト領域の周囲に応力が集中し、引き裂きが発生する可能性があります。
3. 表面欠陥
深絞り鋼の表面欠陥により、引き裂きが発生する可能性があります。鋼の表面の傷、穴、またはスケールは、応力集中部として機能する可能性があります。鋼を引き抜くとき、これらの欠陥部位の応力は周囲の領域よりもはるかに高くなります。その結果、これらの部位で亀裂が形成され始め、材料全体に亀裂が広がり、引き裂きが発生する可能性があります。たとえば、取り扱い中や保管中に鋼に傷がついた場合、その傷が深絞り加工中に亀裂の起点となる可能性があります。
ツールに関連する原因
深絞りプロセスで使用される工具も、引き裂きが発生するかどうかに大きな影響を与えます。
1. 不適切な金型設計
金型の設計は、深絞りプロセスを成功させるために非常に重要です。ダイに鋭い角やエッジがある場合、これらの点での鋼にかかる応力は非常に高くなります。鋼材はこれらの鋭い角の周囲でスムーズに変形できない可能性があり、引き裂きが発生する可能性があります。たとえば、ダイのコーナーの半径が小さすぎる場合、鋼材はコーナーで過度の曲げ応力を受け、裂ける可能性があります。さらに、パンチとダイの間のクリアランスも重要です。クリアランスが小さすぎると、パンチとダイの間で鋼がきつく締め付けられ、摩擦が増大し、裂ける可能性が高くなります。一方、クリアランスが大きすぎると、絞り加工中に鋼にしわが寄ってしまい、裂けが発生する可能性もあります。
2. 使い古されたツール
磨耗した工具は深絞り加工で裂けを引き起こす可能性があります。ダイやパンチは時間の経過とともに摩耗し、表面が荒れてきます。この粗い表面により、絞り加工中に工具と鋼の間の摩擦が増加します。摩擦が増加すると鋼材が工具にくっつき、パンチが動くと鋼材が引き離されて裂け目が発生する可能性があります。例えば、金型の表面が摩耗により粗くなっていると、鋼が金型の表面を滑りにくくなり、裂けが発生する可能性があります。
3. 潤滑不足
深絞り加工では潤滑が欠かせません。優れた潤滑剤は工具と鋼材の間の摩擦を軽減し、鋼材がスムーズに変形できるようにします。潤滑が不足すると、工具と鋼の間の摩擦が大きくなります。この高い摩擦により鋼が加熱され、延性が低下する可能性があります。さらに、高い摩擦により鋼が工具に張り付き、裂けにつながる可能性もあります。たとえば、潤滑剤が乾燥していたり、塗布が不均一だったりすると、潤滑剤の少ない領域の摩擦が大きくなり、その領域で裂けが発生する可能性があります。
プロセスに関連する原因
深絞りプロセスの実行方法も引き裂きの原因となる可能性があります。
1. 高い描画速度
鋼を高速で引き抜くと、裂ける可能性が高くなります。引抜き速度が速すぎると、鋼材が滑らかに変形するのに十分な時間が得られない可能性があります。急激な変形により応力が急速に蓄積し、鋼材が応力に耐えられなくなり、引き裂きが発生する可能性があります。たとえば、深絞りプロセス中にパンチの動きが速すぎると、鋼が制御された方法でダイの角の周りを流れることができなくなり、引き裂きが発生する可能性があります。
2. 過剰な絞り力
また、過度な引っ張り力を加えると破れの原因となります。パンチによって加えられる力が大きすぎると、鋼材に過度の応力がかかります。鋼は、この高い応力下では亀裂を生じずに変形できない可能性があります。たとえば、深絞り加工中に非常に高い力を加えるようにプレスが設定されている場合、鋼材が所望の形状に成形される前に裂ける可能性があります。
3. プレス動作が不安定
不安定なプレス動作は破れの原因となります。プレスに振動があったり、位置が適切に調整されていないと、鋼にかかる力が均一になりません。この不均一な力により鋼材が不均一に変形し、応力集中や断裂が発生する可能性があります。たとえば、基礎の緩みやコンポーネントの故障によりプレス機が振動している場合、絞り加工中に鋼材に急激な応力変化が発生し、引き裂きが発生する可能性があります。
私たちができること
深絞り鋼のサプライヤーとして、私たちはこれらの問題を真剣に受け止めています。当社では、化学組成と製造プロセスを注意深く制御することにより、鋼材の高い延性を確保しています。当社では、高度な熱処理および圧延技術を使用して、鋼材の均一な微細構造を実現しています。また、鋼材の表面を徹底的に検査し、表面欠陥がないことを確認します。
さらに、私たちはあなたに提供することができます亜鉛アルミニウムマグネシウムコーティングスチール、耐食性に優れ、場合によっては鋼の成形性も向上させることができます。
深絞り加工で引き裂きの問題が発生した場合は、当社がお手伝いいたします。当社はお客様と協力して、お客様の用途に適したタイプの深絞り鋼を選択し、深絞りプロセスを最適化するための技術サポートを提供します。工具設計の調整、潤滑の改善、プロセスパラメータの微調整など、当社にはお客様を支援する専門知識があります。
当社の深絞り鋼にご興味がある場合、または深絞りプロセスについてご質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちは喜んで会話を開始し、問題の解決をお手伝いいたします。無料相談にご連絡ください。より効率的で破れのない深絞り加工を実現するために一緒に取り組みましょう。
参考文献
- ジョージア州ディーター (1986)。機械冶金学。マグロウ - ヒル。
- カルパクジャン S.、シュミット SR (2008)。製造工学と技術。ピアソン・プレンティス・ホール。
- グルーバー議員 (2010)。現代製造の基礎: 材料、プロセス、システム。ワイリー。