Kapittel 7: At belegg er godkjent betyr ikke at det fortsatt gir effektiv smøring etter deformasjon
På koldslagtsfabrikken oppstår ofte følgende avvik:
Overflaten på tråden har jevn farge, og vekten av fosfat-såpebelegget ligger innenfor spesifiserte grenser, men når materialet først kommer inn i koldslagtsmaskinen, kan det likevel oppstå pulverisering eller avskalling av belegget, utilstrekkelig smøresikkerhet, svartfarging av delene, riper, klebing på verktøyet, økt slitasje på formene, og i alvorlige tilfeller kan det til og med utløse sprekkdannelser.
Feltet legger gjerne skylden enkelt på «dårlig fosfat-såpebehandling», men den egentlige problemstillingen er ofte langt mer kompleks.
Feltcase 1: Svartfargingen på stangen er bare ett av tegnene på at belegget har mislyktes. Enkel fargevurdering er ikke nok til å fastslå årsaken; man må også undersøke selve belegget, smørefettet i formhulen og eventuelle lokale temperaturøkninger.
Utsendesign og beleggvekt viser den statiske tilstanden før koldslagtingen; det som virkelig settes på prøve i feltet, er hvor mye belegg som er igjen etter trekkingen, og om det under høyt trykk, friksjonsvarme og stor deformasjon fortsatt kan vedholde seg, fordeles og gi smøring.
I. Fosfat-såpebehandlingen bør ikke kun vurderes ut fra totalbeleggvekt
Creation Group-gruppen har gjort sporing av de tre restlagrene etter trakten til en månedlig rutinemessig kvalitetskontroll. Denne rapporten omfatter 20 masseproduserte ståltrådtyper og dimensjoner, der det er tatt tre prøver etter trakten for hver type, for å spore vekten av de tre restlagrene.
Fra et teknisk synspunkt kan disse ses på som følgende:
Zinkfosfat: Danner en bærende struktur og gir grunnlag for adhesjon av smøremidler;
Zinksulfat: Et kombinert smørelag dannet ved såpeprosessen;
Natriumsulfat: Sørger for smøresikkerheten som trengs videre under trekking og koldslagting.
I tillegg til beleggvekten inkluderer den daglige overvåkingen også elektronmikroskopiske undersøkelser av krystallstrukturen, dekkegraden og variasjonene i fordelingen på beleggoverflaten. Beleggvekten forteller «hvor mye er igjen», mens elektronmikroskopet gir oss en bedre innsikt i «hvordan overflaten ser ut»; sammen gir disse to analysene større avgjørelsesverdi enn å bare se på trådens farge.
Elektronmikroskopfoto av fosfatbelegg fra den månedlige rutineundersøkelsen: Brukes til å observere krystallstrukturen, dekkegraden og variasjonene i fordelingen på beleggoverflaten. Et enkelt bilde kan imidlertid ikke erstatte prøvetaking fra flere posisjoner eller praktisk verifikasjon under faktisk koldslagting.
Fosfatbeleggvekttesten i rapporten er basert på GB/T 11376-2020. Sammenlignet med en ren måling av totalbeleggvekten før behandlingen, gir adskillelsen og separatobservasjon av de tre restlagene etter trakten en nærmere beskrivelse av materialenes faktiske tilstand når de går inn i koldslagtsmaskinen.
Originalgrafikk fra Creation Group-gruppens månedlige rapport: Målte resultater for zinkfosfat, zinksulfat og natriumsulfat i 20 masseproduserte materialtyper etter trakten.
Alte månedlige data denne gangen ligger innenfor det vanlige kontrollområdet, noe som indikerer at tilstanden for fosfat-såpebehandlingen og de tre restlagene etter trakten generelt er stabil. Formålet med å presentere denne rapporten er ikke å påvise problemer med materialene, men å understreke at beleggtilstanden ikke kan vurderes utelukkende basert på fargen, men krever også løpende testing for å bekrefte prosessens stabilitet.
Imidlertid svarer en godkjent beleggvekt bare på spørsmålet «hvor mye er igjen på prøvetidspunktet», og kan ikke alene avgjøre om belegget pulveriseres eller faller av under høyhastighetskoldslagting, om det tåler lokale temperaturøkninger, eller om det er kompatibelt med smørefettet i formhulen. Dette er nettopp det som skal diskuteres her.
II. Hvorfor kan en belegg som «fungerer godt» se annerledes ut etter tråddrawing?
Beleggets vekt ved ferdig fosfat- og såpesering gir kun indikasjon på at belegget faktisk har dannet seg.
Fosfateringsbelegget kan ikke forlenges på samme måte som stålsubstratet. Når materialet trekkes, utsettes belegget samtidig for trykk, skjærkrefter og overflatelig utstraktning: En del av smørelaget fjernes eller omfordelses; dersom beleggets elastisitet og formbarhet er utilstrekkelig, eller vedheftet til stålsubstratet er svakt, kan det oppstå mikrosprekker, flakvis brudd eller til og med lokalt avfall.
Når belegget får små sprekker, betyr det ikke nødvendigvis at det har mislykkes. Det som virkelig bør bekymre oss, er om metallsubstratet blir synlig i store områder etter bruddet, om det såpede smørelaget fortsatt kan dekke overflaten, og om det gjenværende belegget tåler den videre koldformingen. Dersom det forekommer lokal utblotting, vil materialet lett utvikle økt friksjon, strekking eller klebing i verktøyet.
Derfor kan to ruller materiale med like beleggsvekter etter fosfat- og såpesering, etter ulike reduksjonsgrader og tråddrawinger, likevel vise forskjellig grad av beleggsbrudd, dekningsgrad og effektivt restbelegg.
Dette er også grunnen til at Creation Group-gruppens månedlige tester fokuserer på «hvor mye som gjenstår etter tråddrawing», snarere enn å bare jage høyere beleggsvekt før behandlingen.
III. Svartfarging er bare én manifestasjon av beleggsfeil
Strengt tatt er mange såkalte «svartfarginger av belegget» ikke et resultat av fosfatkrystallene som brenner som organiske stoffer.
Under koldformingen oppstår både deformasjonsvarme og friksjonsvarme. Dersom det såpede smørelaget eller smøringen som kommer inn i formhulen har for lav varmemotstand, kan det oppstå mykning, termisk svekkelse, nedbrytning eller karbonisering av restproduktene.
Samtidig kan fosfateringsstrukturen knuses, tyknes ut eller løsrives. Når smørebekkenet mister sin beskyttende funksjon, oppstår det lokalt direkte kontakt mellom emnet og verktøyet, og problemet kan utvikle seg langs følgende vei:
Termisk svekkelse av smørelaget → redusert belastningskapasitet hos oljefilmen → lokal direkte metallkontakt → svartfarging, strekking, klebing og unormal slitasje på verktøyet.
Feltcase 2: Overflaten viser allerede tydelige langsgående strekninger, noe som indikerer at problemet muligens har utviklet seg fra svekket smørelag til direkte metallkontakt og vedheftsslitasje.
Derfor viser svartfargingen på emnets overflate bare at smøresystemet kan være uregelmessig; man kan ikke basere seg utelukkende på fargen for å konkludere med at feilen ligger i fosfateringsprosessen.
IV. Både belegg og smøremiddel i formhulen må undersøkes – mangler du ett av delene, er analysen ufullstendig
Fosfat-såpebelegget gir en grunnleggende beskyttelse før materialet går inn i verktøyet, mens smøremiddelet i formhulen fortsetter å gi kontinuerlig smøring under formingen og hjelper til med å avgjøre noe av varmen.
Selv om det resterende belegget på tråden er i god stand, kan det likevel oppstå svartfarging og strekking dersom smøremiddelet som kommer inn i formhulen raskt mister sin viskositet, har for lav varmemotstand eller ikke når de områdene med høy deformasjon nok til å opprettholde tilstrekkelig smøring.
Omvendt, hvis det effektive restbelegget på tråden etter tråddrawingen er for lite, kan det heller ikke alltid lykkes å gjenopprette de opprinnelige smøreforholdene bare ved å øke mengden smøremiddel i formhulen.
Belegget legger grunnlaget, smøremiddelet sørger for kontinuerlig beskyttelse; det som virkelig avgjør utfallet er hvordan disse to komponentene passer sammen i et bestemt verktøy og prosess.
Feltcase 3: Små emner viser lokale svartfargede områder. Selv om problemområdet er lite, må det vurderes i sammenheng med arbeidsposisjonen, produksjonshastigheten og den kontinuerlige produksjonsrutinen.
fem、temperaturbestandig≥900℃，hva betyr det i strenge kaldformingssituasjoner？
Creation Group nåværende belte-system har en temperaturbestandighet på over 900℃, noe som gir bedre termisk stabilitet ved koldstansing med høye deformasjonsgrader.
Her må det bemerkes at beltets temperaturbestandighetsgrad viser beltekonstruksjonens stabilitet under høy temperatur, og betyr ikke at all smøring i formkammeret opprettholder nøyaktig samme viskositet og smøreegenskaper ved 900℃. I den faktiske masseproduksjonen er det fortsatt avhengig av samspillet mellom beltet, restbelget, smøringen i formkammeret og de ulike prosessene.
Ved verifiseringen av produktet SCM435 oppnådde styrkeforholdet hele 79,8 %. Ved samspill mellom beltesystemet, restbelget etter trakting, smøring i formkammeret og formingstrinnene har vi foreløpig oppnådd stabil masseproduksjon.
Eksempel fra masseproduksjonen av SCM435 under strenge koldstansingsforhold: Styrkeforhold 79,8 %, stabil masseproduksjon etter systematisk tilpasning av prosessene.
Dette eksempelet viser at det virkelig overbevisende ikke bare er en enkelt temperaturverdi eller en enkelt test av beltgjennomsnittsmasse, men om materialet under strenge deformasjonsforhold kan fortsette å produsere konforme produkter på en stabil og kontinuerlig måte.
Ingeniørperspektiv
Den egentlige verdien av fosfatisering og såping ligger ikke i at materialet ser jevnt ut ved innlevering, men at det også etter trakting og sammenhengende koldstansing forblir vedheftet der det trengs beskyttelse, opprettholder tilstrekkelig smøresikkerhet og fortsetter å beskytte både emnet og verktøyet.
I kapittel sju trenger du kun å huske én setning:
At alt ser normalt ut før behandling er bare utgangspunktet; det er først når det fortsatt finnes nok effektivt restbelg etter trakting, og dette belget ikke pulveriseres, faller av eller mister sin smøreevne for tidlig selv under deformasjon, temperatur og smøreforhold i formkammeret, at man virkelig sikrer masseproduksjon.
Hvis du også møter problemer som belgpulverisering, avfall, svartfarging av emnet, brent preg, ripsing, klebing til verktøyet eller unormal levetid for verktøyet, kan du sende oss informasjon om materialtype, dimensjoner, mål før og etter trakting, berørte arbeidsstasjoner samt bilder fra produksjonsstedet. Creation Group-gruppen kan hjelpe deg med å vurdere om problemet bør undersøkes ut fra beltresidu, vedheftstilstand, smøring i formkammeret eller temperatur- og friksjonsforhold.
Forhåndsvarsel for neste episode
Kapittel åtte: «Materialet er ikke endret, hvorfor blir det dårligere å stanse når vi bytter produktstruktur?»
I neste kapittel fokuserer vi på hvordan produktstruktur, rundinger, deformasjonsgrad per trinn og fordeling av arbeidsprosessene endrer materialets bevegelseslinje i verktøyet.