O aço de alta resistência revolucionou o processo de desenho profundo

Imaginem-se diante de um desafio crítico de fabricação: transformar chapas de aço rígidas em componentes complexos e de precisão.O desenho profundo é um processo fundamental que determina o desempenho do produtoOs aços tradicionais apresentam frequentemente limitações na capacidade de tração, mas o aço avançado de alta resistência (AHSS) está a revolucionar este cenário.

O desenho profundo é um processo de moldagem de chapa de metal que usa matrizes e prensas para converter partes planas em partes tridimensionais.O desenho puro de profundidade implica uma variação mínima da espessuraApesar de não existir uma definição estrita, os processos em que a profundidade de extração excede o diâmetro são tipicamente classificados como extração profunda.

A relação de tração limitada (LDR) serve como o principal indicador da capacidade de tração profunda de um material.O LDR representa a relação máxima entre o diâmetro em branco e o diâmetro de perfuração que pode ser desenhado com êxito (conforme ilustrado na figura 1).Valores LDR mais elevados significam uma superior tração profunda, permitindo a produção de componentes mais profundos e complexos.

Durante os testes de LDR, o metal dos espaços em branco circulares flui através do raio da matriz para as paredes do copo.com um diâmetro superior a 50 mm,Como se mostra na figura 2, a tensão radial e a compressão circumferencial agem sobre a flange sob um punção de fundo plano, enquanto a pressão do suporte em branco impede a rugosidade.

O sucesso do desenho profundo depende de três elementos interconectados: propriedades do material, parâmetros do processo e design da matriz.

Anisotropia normal (r)_m) influencia significativamente o desempenho do ensaio de copo._mOs aços de alta resistência com UTS > 450 MPa e os aços laminados a quente apresentam tipicamente uma sensibilidade mínima ao índice de resistência ou endurecimento à tensão (valor n)._m≈1 e LDR entre 2,0 e 2,0.2Enquanto os aços de dupla fase (DP) e os aços HSLA apresentam valores LDR semelhantes, os aços TRIP demonstram uma ligeira melhoria da capacidade de tracção profunda.

Esta melhoria decorre da transformação da austenita em martensita dependente do modo de deformação (Figura 3).Criando regiões de parede mais fortes que aumentam o LDRA Figura 4 demonstra os benefícios de um aumento da DL em todas as classes de aço com resistência à tração equivalente.

A lubrificação adequada reduz o atrito e a força de tração, ao mesmo tempo que melhora o fluxo do material.e velocidade de desenho deve alinhar-se com as propriedades do material e configuração morrer.

O raio da matriz afeta criticamente o fluxo do material e a distribuição da tensão.As definições de espaço livre devem corresponder à espessura do material, e os materiais de matriz requerem uma selecção cuidadosa para resistência ao desgaste, resistência e compatibilidade com o tratamento térmico.

AHSS combina força excepcional, ductilidade e dureza para superar as limitações tradicionais:

• Força aumentada:Permite projetos leves através da redução de materiais, mantendo o desempenho
• Duxtilidade superior:Acomoda maior deformação para geometrias complexas
• Resistência excepcional:Melhora a segurança e a fiabilidade através de uma absorção de energia superior

Os diferentes tipos de AHSS apresentam características de tracção diferentes:

• Aço de dupla fase (DP):Combina ferrita (para a ductilidade) e martensita (para a resistência), alcançando LDR ≈2.0?? 2.2 (Figura 5). Observe que dobrar a resistência de rendimento não afeta a LDR.
• Aço TRIP:O mecanismo de transformação único aumenta a capacidade de tração através da formação de martensita induzida por tensão.
• Aço HSLA:Oferece soluções rentáveis com propriedades equilibradas.
• Aço martensítico (MS):Oferece uma resistência extrema, mas requer abordagens de formação especializadas devido à ductilidade limitada.

A Figura 6 ilustra as profundidades alcançáveis das copas para estes tipos de aço.

Um desenho profundo bem sucedido requer um design bem pensado das peças e das matrizes:

• Geometria da peça:Evite cantos afiados, bordas retas e transições súbitas; prefira raios suaves
• Estrutura da matriz:Otimizar o raio e o espaço livre para gerenciar o fluxo de material e a distribuição de tensão

Enquanto o valor r influencia principalmente a formabilidade da taça de fundo plano, formas complexas como fundos hemisféricos introduzem sensibilidade adicional ao valor n e à microestrutura.As peças em forma de caixa requerem análises semelhantes às de copos quadrados., com paredes laterais formadas através da curvatura/descurvatura do material que flui da área da flange.

A indústria está evoluindo em direção ao controle de processos inteligentes através de sensores e IA, simulação digital para otimização de matrizes e materiais e métodos ecológicos.Enquanto valores r mais elevados geralmente aumentam o LDR, os valores absolutos continuam a depender da lubrificação, da força do suporte em branco, do raio da matriz e de outros parâmetros do sistema. A figura 7 demonstra como a viscosidade do lubrificante afeta o desempenho.