6. fejezet: Az acélszál vékonyabb lett, az anyag állapota is megváltozott
A hidegnyomási munkaterületen gyakori jelenség:
Az anyag típusa ugyanaz, az acélmű is ugyanaz, a végül kinyújtott méret is megegyezik, ám miután a hidegnyomógépbe betöltik, az egyik adag termelése simán zajlik, míg a másiknál az alakítás instabil, a fej nem töltődik ki teljesen, sőt időnként repedések is keletkeznek.
Vajon hol rejlik a probléma?
Sokan úgy gondolják, hogy a nyújtás csupán a vastag acélszálat vékonyabbra húzza, és ha a méretek megfelelőek, az elegendő.
Valójában ez nem ilyen egyszerű.
A nyújtás nemcsak az átmérőt változtatja meg, hanem azt is befolyásolja, hogy az anyag később jól nyomható-e.
I. Ugyanazon célhoz érve sem biztos, hogy ugyanazt az utat jártuk be
Mindkettő 10 milliméteresre nyújtva, az egyik adag talán 11 milliméteresről indult, míg a másik 13 milliméteresről.
Bár a végleges átmérő megegyezik, az utóbbi sorozat jóval nagyobb alakváltozáson esett át.
Az acélszál minél jobban megnyúlik, annál keményebb és szilárdabb lesz; így a későbbi hidegnyomásos alakítás során az ehhez szükséges erő is változni fog.
Ezért az anyag nyomhatóságának megítélésekor nem elég csak a végleges méretet figyelembe venni, hanem szükséges tudni:
Milyen vastag volt eredetileg, és összesen mennyit nyújtottak rajta.
Ez olyan, mintha két ember egyszerre érne fel a hegytetőre: az egyik felvitte őket a libegő, a másik gyalog mászott fel. Bár ugyanazon ponton állnak, fizikai állapotuk merőben különbözik.
II. Egyszerre túl sokat nyújtani és többszörös lépésekben végrehajtani is eltérő eredménnyel jár
Egy acélszál vastag méretből vékonyabbra történő nyújtása akár egyetlen mozdulattal is végrehajtható, de akár több részletben is fokozatosan elvégezhető.
Egyszerre túl nagy mértékű nyújtás következtében az acélszál és a szerszám közötti nyomás, súrlódás és hőmérséklet emelkedik, emellett az anyag külső rétegének és belső állapotának változása is egyenlőtlen lehet.
Ugyanakkor a nyújtások száma sem feltétlenül jobb, minél több.
Túl sok nyújtás ugyancsak folyamatos súrlódást és alakváltozásokat halmoz fel.
A valódi kulcsfontosságú tényező az egyes fázisok megtervezése, különösen az utolsó nyújtás megfelelősége.
Nemcsak az összesen megtett nyújtás mértéke fontos, hanem az is, hogyan húzzák le az utolsó lépésben.
Ez magyarázza, hogy különböző acélfeldolgozó üzemek ugyanazt a tekercstartót használva is eltérő hidegnyomási tulajdonságokkal rendelkező anyagot állíthatnak elő.
III. Az acélszál is „emlékszik” az erő irányára
A húzás során az acélszál elsősorban előre nyúlik meg.
A hidegnyomásnál az anyag pedig összenyomódik, és a fej felé valamint körülötte áramlik tovább.
Ha egy fém egy irányban alakul, majd ellentétes irányból kap terhelést, az alakváltozás kezdete megváltozhat. A mérnöki gyakorlatban ezt a jelenséget Bauschinger-hatásnak nevezik.
Egyszerűbben szólva:
Az acélszál emlékszik arra, hogyan húzták korábban.
A húzás után bár az anyag szakítószilárdsága nőtt, ez nem jelenti azt, hogy a hidegnyomás során a kompressziós irányú alakváltozási ellenállása is ugyanabban az arányban növekedett.
Ezért a húzás utáni anyagok minősítésekor nemcsak a szakítószilárdságot és a keménységet szabad figyelembe venni, hanem azt is, milyen irányú alakváltozásoknak kell majd kitennie.
IV. A húzás utáni „megkeményedés” és az „irány-emlékezet” egyszerre létezik
A húzás után az anyag általában megkeményedik, ezt munkahidegesedésnek nevezzük.
- Minél erősebb a húzás okozta alakváltozás, annál nagyobb általában az anyag további deformációjának ellenállása;
- az erő irányának változását követően az anyag azonban hamarabb kezdhet nyomásos alakváltozást.
V. Miért érdemes jobban figyelni a bainitikus nem edzett acélra?
6. Miért változik az anyag viselkedése még akkor is, ha már bizonyos ideje tároljuk?
Egyes anyagokkal azonnal problémamentesen lehet gyártani, miután végeztek velük a behúzási műveleteket; ám ha egy idő után használjuk őket, másképpen viselkednek.
Ennek oka az, hogy az acélszálak behúzása után belső állapotuk nem mindig válik rögtön stabilabbá.
A tárolás ideje és a hőmérséklet változásával az anyag szilárdsága és további alakváltozási jellemzői továbbra is változhatnak.
Ezért két anyagkörnyezet összehasonlításakor nemcsak a típusnevet és a vizsgálati jegyzőkönyveket kell figyelembe venni, hanem azt is meg kell erősíteni:
- Mikor történt mindkét anyag behúzása;
- Mennyi ideig tárolták az anyagokat a behúzást követően;
- Vannak-e észrevehető különbségek a tárolási körülmények között.
Ezek az információk első látásra hétköznapinak tűnhetnek, ám néha fontos nyomokat szolgáltathatnak a probléma okainak feltárásához.
7. Mit kell összehasonlítani, ha problémába ütközünk?
Ha ugyanazon típusú és méretű anyagok más-más módon viselkednek hidegormoláskor, javasoljuk, hogy először az alábbi adatokat hasonlítsuk össze:
- A behúzás előtti méretek;
- A behúzás utáni méretek;
- Hány lépcsőben történt a behúzás;
- Az utolsó lépésben mekkora volt a behúzási mérték;
- A két anyaggyártás folyamatában alkalmazott berendezések és az átalakítás időpontja;
- A behúzás után eltelt tárolási idő;
- Az ormolaási rendellenesség változik-e az átalakítási tétellel együtt.
Ha az átalakítási tétel cseréjével együtt a rendellenesség is változik, miközben az ormola gépek, szerszámok és a termék nem változott, akkor kiemelten kell vizsgálni a két anyag behúzási folyamatát.
Azonban pusztán a paraméterek különbözőségének felismerése még nem elegendő a végleges következtetés levonásához.
A valós döntéshez azt kell megvizsgálni, hogy a behúzási folyamat változásai összefüggnek-e az anyag tulajdonságaival és az ormolaási rendellenességekkel.
A mérnök szemszögéből
A behúzás nem csupán annyit jelent, hogy az acélszálat vastagabb méretből vékonyabbra alakítjuk.
Az anyag szilárdságát, további alakváltozási képességét, valamint azt is befolyásolja, hogyan reagál az anyag „húzásról” „nyomásra” való átálláskor.
Az alapanyag határozza meg a kiindulási állapotot, míg a behúzási folyamat dönti el, hogy az anyag milyen jellemzőkkel lép be a hidegormoló gépbe.
Ezért ugyanazon típusú és méretű anyagok között vannak olyanok, amelyek jól ormolhatók, és olyanok is, amelyekkel nehézségek merülnek fel. A probléma tehát nem feltétlenül az anyag minőségét igazoló dokumentumokban keresendő, hanem sokszor magában a behúzási folyamatban rejlik.
Ha Ön is találkozik azzal, hogy ugyanazon típusú és méretű anyagok eltérő módon viselkednek ormoláskor, küldje el nekem az anyag típusát, a behúzás előtti és utáni méreteket, a behúzási lépések számát, a gyártás időpontját és fotókat a hibás termékekről.
Előzetesen segítek Önnek felmérni, hogy az alapanyag, a behúzás vagy az ormola technológia irányából érdemes-e kezdeni a hibaforrás feltárását.
Következő rész előzetese
Hetedik fejezet: „A felszín láthatóan foszfátos-szappanos réteggel van bevont, mégis problémák merülnek fel ormoláskor – miért?”
A következő fejezet arra világít rá, hogy az anyag felszínén „láthatóan réteg van”, de ez nem jelenti azt, hogy az ormola alakváltozás során is megfelelő kenési védelemmel rendelkezik.