超高張力鋼（アルミニウム）の高速ホットスタンピング生産ライン

3.ホットスタンピングの主な設備には、加熱炉、熱間成形プレス、ホットスタンピング金型が含まれます

加熱炉：

加熱炉は加熱機能と温度制御機能を備えています。高強度プレートを指定時間内に再結晶温度まで加熱し、オーステナイト状態を達成することができます。大規模な自動化された連続生産要件に適応できる必要があります。加熱されたビレットはロボットまたは機械アームによってのみ処理できるため、炉には高い位置決め精度を備えた自動ロードおよびアンロードが必要です。さらに、コーティングされていない鋼板を加熱するときは、ビレットの表面酸化と脱炭素化を防ぐためにガス保護を提供する必要があります。

熱間成形プレス:

プレスはホットスタンピング技術の中核です。高速スタンピングと保持の能力に加え、急速冷却システムが装備されている必要があります。熱間成形プレスの技術的複雑さは、従来の冷間スタンピング プレスの技術的複雑さをはるかに上回っています。現在、このようなプレス機の設計や製造技術を習得している外資系企業は数社のみであり、すべて輸入に依存しているため高価です。

ホットスタンピング金型:

ホットスタンピング金型は、成形と焼入れの両方の段階を実行します。成形段階では、ビレットが金型キャビティに供給されると、金型はスタンピングプロセスを迅速に完了し、材料がマルテンサイト相変態を受ける前に部品の成形を確実に完了します。その後、焼入れ冷却の段階に入り、金型内のワークの熱が金型に伝わり続けます。金型内に配置された冷却パイプは、流れる冷媒によって瞬時に熱を奪います。マルテンサイト - オーステナイト変態は、ワークピースの温度が 425°C に低下すると始まります。マルテンサイトとオーステナイトの変態は温度が 280℃に達すると終了し、ワークピースは 200℃で取り出されます。金型の保持の役割は、部品の形状や寸法に大きな変化をもたらし、スクラップにつながる可能性がある、焼入れプロセス中の不均一な熱膨張と収縮を防ぐことです。さらに、ワークと金型間の熱伝達効率が向上し、急速な焼き入れと冷却が促進されます。

要約すると、ホットスタンピングの主な設備には、所望の温度を達成するための加熱炉、高速スタンピングと急速冷却システムを備えた保持のためのホットフォーミングプレス、適切な部品の形成を保証するために成形と急冷の両方の段階を実行するホットスタンピング金型が含まれます。そして効率的な冷却。

焼入れ冷却速度は生産時間に影響を与えるだけでなく、オーステナイトとマルテンサイト間の変換効率にも影響します。冷却速度は、どのような種類の結晶構造が形成されるかを決定し、ワークピースの最終硬化効果に関係します。ボロン鋼の臨界冷却温度は約30℃/sであり、冷却速度が臨界冷却温度を超えた場合にのみマルテンサイト組織の形成が最大限に促進されます。冷却速度が臨界冷却速度未満の場合、ワークの結晶化組織にベイナイトなどの非マルテンサイト組織が現れます。ただし、冷却速度は速いほど良く、冷却速度が速いほど成形部品の割れが発生するため、部品の材料組成や加工条件に応じて適正な冷却速度の範囲を決定する必要があります。

冷却管の設計は冷却速度の大きさに直接関係するため、一般に冷却管は最大の熱伝達効率の観点から設計されるため、設計された冷却管の方向はより複雑になり、困難になります。金型鋳造完了後に機械的穴あけ加工によって得られます。機械加工による制約を避けるため、鋳型鋳造前に水路を確保しておく方法が一般的に選択されます。

200℃から880～950℃の過酷な冷熱交互条件下で長時間動作するため、ホットスタンピング金型の材料は良好な構造剛性と熱伝導率を備え、ビレットによって発生する強い熱摩擦に耐えることができなければなりません。高温および落下した酸化物層粒子の摩耗効果。さらに、冷却パイプの流れをスムーズにするために、金型材料は冷却剤に対する優れた耐食性も備えている必要があります。

トリミングとピアス

ホットスタンピング後の部品の強度は約1500MPaに達するため、プレス切断やパンチングを使用すると、必要な設備トン数が大きくなり、金型の刃先の摩耗も深刻になります。したがって、エッジや穴の切断にはレーザー切断ユニットがよく使用されます。