Målet med globuliseringsglødet er å forbedre koldformbarheten til middels karbonstål og legeringsstål.
Men ved vurdering av materialet på stedet brukes ofte «globuliseringsgraden» som eneste kriterium. Så lenge globuliseringsgraden og hardheten er i henhold til spesifikasjonene, antas det at materialet egner seg godt for stansing.
I praksis er det imidlertid ikke alltid slik.
På tilsynelatende samme stålsorte, med tilnærmet lik hardhet og identisk globuliseringsgrad, kan noen materialer være lette å stanse og forme, mens andre krever mer kraft fra maskinen, gjør det vanskelig å fylle ut komplekse områder, og under kontinuerlig produksjon har større tendens til variasjoner i belastning og dimensjoner.
Nøkkelen ligger her:
Selv om globuliseringsgraden er den samme, betyr det ikke at mikrostrukturen er identisk, og heller ikke at oppførselen under koldstansing er like.
I. Globuliseringsgraden er kun én del av strukturbasert vurdering
Hovedmålet med globuliseringsglødet er å omdanne ugunstige karbidformer i stålet – som skjeft- eller kjedeformede karbider – gjennom ulike strukturelle endringer som fragmentering, oppløsning, ny utfelling og sammensamling, slik at de etter hvert blir til kornete eller nesten kuleformede karbider spredt i en ferrittmatrise.
Det som primært endres her, er karbidenes form, størrelse og fordeling.
Derfor bør man ikke basere vurderingen av globuliseringsstruktur kun på én andel; man bør i det minste se nærmere på tre aspekter:
- Form: Er karbidene runde og jevne, eller finnes det fortsatt spor av skjeft-, kjede- eller nettform?;
- Størrelse: Er partiklene for små og for tettspredte, eller foreligger det lokale grove karbider?;
- Fordeling: Er karbidene jevnt fordelt, og er fordelingen lik både nær overflaten, midt i radiusen og inn mot kjernen?.
Særlig viktig å merke seg:
Karbider er verken bedre jo finere eller dårligere jo grovere.
For små og tettspredte partikler kan øke deformasjonsmotstanden i materialet, mens lokale grove eller gruppererte karbider igjen kan føre til ukoordinert deformasjon.
Det som virkelig påvirker oppførselen under koldstansing, er kombinasjonen av karbidstørrelse, avstand mellom partiklene og deres fordelingsmønster.
II. Selv med samme globuliseringsgrad kan ferrittstrukturen variere
Globuliseringsstrukturen består ikke bare av karbider.
I løpet av koldstansingen påvirker karbidene deformasjonen, mens ferrittmatrisen tar seg av hoveddelen av plastiske flyterørslene.
Ferrittkornenes størrelse, graden av fullgjort utgloving, eventuelt resterende bearbeidingshårdhet samt homogeniteten i mikrostrukturen, vil alle ha innvirkning på hvor lett materialet lar seg stanse.
Derfor kan to metallgrafiske bilder fremstå ganske like, samtidig som materialets faktiske flyteevne i verktøyet likevel skiller seg fra hverandre.
III. Et synsfelt kan ikke representere hele tverrsnittet
Hvis man kun velger én posisjon og ett synsfelt for å ta en mikrografisk foto, er det stor sannsynlighet for at lokale konsentrasjoner, belteaktige fordeler eller gjenstående lameller ikke blir oppdaget.
At én posisjon er i orden, betyr ikke at hele tverrsnittet er helt likt; og selv om ett tverrsnitt er godkjent, garanterer det ikke at hele rullen er uten variasjoner.
For en mer profesjonell vurdering må man ta hensyn til:
- Organisasjonsforskjeller mellom overflaten, midten av radiusen og kjernen;
- Om ulike segmenter av spolen er konsekvent like;
- Om det finnes sammenhenger mellom normale og unormale segmenter.
Dette er også grunnen til at selv om materialbevisene og de enkelte mikrografiske bildene er i orden, kan det fortsatt oppstå problemer med utstøping på stedet.
IV. Hvorfor er noen lette å slå mens andre er vanskelige, selv om hardheten er omtrent den samme?
Hardhet er viktig, men hardheten er bare resultatet av testing på begrenset antall steder.
Kaldutstøping er en kontinuerlig plastisk deformasjon av store dimensjoner. Materialet skal ikke bare begynne å flyte, men også tåle stadig økende deformasjoner og bearbeidingsherding fra etterfølgende arbeidsstasjoner.
Derfor kan to partier med lignende hardhet oppføre seg ganske likt ved første arbeidsstasjon, men når man kommer til arbeidsstasjoner med høy deformasjonsgrad eller kompleks forming, vil last, fylling og verktøyets temperaturstigning gradvis skape forskjeller.
Men hvis maskinen har vansker under produksjonen, kan man ikke umiddelbart slå fast at problemet ligger i materialet.
Verktøyets tilstand, smøreforsyning, utstyrets stivhet, koaksialitet og temperaturen under kontinuerlig produksjon påvirker også den faktiske belastningen.
V. Til slutt må organiseringen kunne korrespondere med situasjonen på stedet
For å avgjøre om en globulerende struktur egner seg til praktisk kaldutstøping, kan man ikke bare se på globuliseringsgraden, hardheten eller ett enkelt mikrografisk bilde.
En mer effektiv metode er å samle følgende informasjon:
- Mikrografisk organiserings- og hardhetsfordeling;
- Forskjeller mellom normale og unormale segmenter;
- Belastningsendringer i utstøpingsmaskinen;
- Produktets fylling, dimensjoner og verktøyets temperaturstigning;
- Arbeidsstasjonen, tidspunktet og spolsegmentet der unormaliteter oppstår.
Om organiseringen virkelig er god, må til slutt bevises gjennom materialets flytende adferd når det kommer inn i verktøyet.
Ingeniørperspektiv
Globuliseringsgraden er en viktig indikator for å vurdere globulerende organisering, men den gir ikke det endelige svaret på cold heading-ytelsen.
Hva som virkelig avgjør om et materiale egner seg til cold heading, er karbidenes form, størrelse og fordeling, ferrittbasens tilstand, ensartetheten i tverrsnittet og spolen, samt hvordan materialet passer til den aktuelle prosessen.
Så i kapittel fire trenger du egentlig bare huske én setning:
Globuliseringsgraden viser delvis organisatoriske resultater, men om materialet egner seg til cold heading avgjøres av hele organisasjonens reelle deformasjonskapasitet.
Hvis både globuliseringsgraden og hardheten er i orden, men materialet likevel er vanskelig å utstøpe, er det ofte lite nyttig å undersøke samme sted igjen. Da må man finne den sanne sammenhengen mellom organisatoriske forskjeller, materielle segmenter og unormaliteter på stedet.