L'acciaio ad alta resistenza rivoluziona il processo di disegno profondo

Immaginate di dover affrontare una sfida produttiva critica: trasformare lamiere d'acciaio rigide in componenti complessi e di precisione.Il disegno profondo è un processo fondamentale che determina le prestazioni del prodottoGli acciai tradizionali presentano spesso dei limiti di trazione, ma l'acciaio ad alta resistenza avanzata (AHSS) sta rivoluzionando questo scenario.

Il disegno profondo è un processo di formazione della lamiera che utilizza matrici e presse per convertire pezzi piatti in parti tridimensionali.Il disegno di pura profondità comporta una variazione minima dello spessoreI processi in cui la profondità di aspirazione supera il diametro sono in genere classificati come aspirazione profonda.

Il rapporto di trazione limitante (LDR) serve come indicatore primario della capacità di trazione profonda di un materiale.LDR rappresenta il rapporto massimo tra il diametro vuoto e il diametro di foratura che può essere disegnato con successo (come illustrato nella figura 1)Valori LDR più elevati significano una capacità di trazione superiore, consentendo la produzione di componenti più profondi e complessi.

Durante i test LDR, il metallo proveniente da spazi bianchi circolari scorre attraverso il raggio della matrice nelle pareti della tazza.con una superficie di superficie inferiore o uguale a 2 m2,Come illustrato nella figura 2, la tensione radiale e la compressione circonferenziale agiscono sulla flange con un forcio a fondo piatto, mentre la pressione del supporto in bianco impedisce le rughe.

Il successo del disegno in profondità dipende da tre elementi interconnessi: proprietà del materiale, parametri del processo e progettazione della stella.

Anisotropia normale (r)_m) influisce in modo significativo sulle prestazioni delle prove del bicchiere._mIn particolare, l'indice di resistenza o di indurimento alla deformazione (valore n) mostra una sensibilità minima._m≈1 e LDR tra 2,0 e 2,0.2Mentre gli acciai a doppia fase (DP) e gli acciai HSLA mostrano valori di LDR simili, gli acciai TRIP mostrano una leggera elevazione della capacità di trazione profonda.

Questo miglioramento è dovuto alla trasformazione di austenite in martensite, in funzione del modo di deformazione (figura 3).Creare regioni di pareti più forti che aumentano l' LDRLa figura 4 illustra i vantaggi dell'aumento della LDR per tutte le acciaierie con resistenza alla trazione equivalente.

Una corretta lubrificazione riduce l'attrito e la forza di trazione, migliorando al contempo il flusso del materiale.e la velocità di tracciamento deve essere allineata con le proprietà del materiale e la configurazione della matrice.

Il raggio della matrice influisce in modo critico sul flusso del materiale e sulla distribuzione delle sollecitazioni.Le impostazioni di spazio libero devono adattarsi allo spessore del materiale, e i materiali a stampo richiedono una scelta attenta per la resistenza all'usura, la resistenza e la compatibilità con il trattamento termico.

AHSS combina eccezionale resistenza, duttilità e robustezza per superare i limiti tradizionali:

• Potenza aumentata:Permette di progettare leggeri attraverso la riduzione del materiale mantenendo le prestazioni
• Duttilità superiore:Accomoda una maggiore deformazione per geometrie complesse
• Durezza eccezionale:Migliora la sicurezza e l'affidabilità grazie ad un assorbimento energetico superiore

Diversi tipi di AHSS presentano caratteristiche di trazione diverse:

• Acciaio a doppia fase (DP):Combina la ferrite (per la duttilità) e la martensite (per la resistenza), raggiungendo LDR ≈2.0?? 2.2 (Figura 5). Si noti che raddoppiare la resistenza del rendimento non influenza LDR.
• TRIP Steel:Il meccanismo di trasformazione unico migliora la traspirabilità attraverso la formazione di martensite indotta da deformazione.
• Acciaio HSLA:Offre soluzioni convenienti con proprietà equilibrate.
• Acciaio martensitico (MS):Fornisce estrema resistenza ma richiede approcci di formazione specializzati a causa della limitata duttilità.

La figura 6 illustra le profondità di coppa raggiungibili per questi tipi di acciaio.

Per avere successo nel disegno profondo occorre un'attenta progettazione della parte e della matrice:

• Geometria della parte:Evita angoli taglienti, bordi dritti e transizioni improvvise; preferisci raggi lisci
• Struttura della matrice:Ottimizzare il raggio e la distanza libera per gestire il flusso di materiale e la distribuzione dello stress

Mentre il valore r influenza principalmente la formabilità della tazza a fondo piatto, le forme complesse come i fondali emisferici introducono ulteriore sensibilità al valore n e alla microstruttura.Le parti a forma di scatola richiedono analisi simili a quelle delle tazze a quattro pezzi., con pareti laterali che si formano attraverso la piegatura/dispiegatura del materiale che scorre dall'area della flange.

L'industria si sta evolvendo verso il controllo intelligente dei processi attraverso sensori e IA, simulazione digitale per l'ottimizzazione della matrice e materiali e metodi ecologici.Mentre i valori r più elevati generalmente aumentano il LDR, i valori assoluti rimangono dipendenti dalla lubrificazione, dalla forza del tenitore vuoto, dal raggio della matrice e da altri parametri del sistema.