Ultra yüksek dayanımlı otomotiv çeliklerini simüle eder ve şekillendirirken geri yaylanmayı ele alma

Gelişmiş yüksek dayanımlı çelikte (AHSS/UHSS) daha üst seviyelere geçiş yaparken geri yaylanmayı planlamak, şekillendirme simülasyonlarınız, stampalama süreçleriniz ve hatta araba parçanızın geometrisi açısından önemli bir konu halini alır. Bu makalede SSAB'nin yakın tarihte düzenlenen Geri Yaylanma Web Semineri'nin öne çıkan önemli noktaları yer almaktadır.

AHSS/UHSS geri yaylanma türleri

AHSS/UHSS geri yaylanmanın iki türü vardır: biri şekillendirme sırasında yarıçapın içinde oluşurken, diğeri düzlemde meydana gelerek "yan duvar kıvrımı" oluşturur. Geri yaylanma miktarı çeliğin dayanımından, Young katsayısından ve gerinim sertleşmesinden etkilenir.

Yarıçap içinde bir gerinim simülasyonu yaparken sadece şekillendirme sınırı diyagramını kullanamazsınız - bu çeliğin orta katmanını çizer ve bu nedenle çok düşük olabilir, örneğin %1 veya %2. Dış katmanlar da dahil olmak üzere tüm katmanları çizerek örneğin %11 ve üzeri çok daha yüksek plastik deformasyon keşfedebilirsiniz.

Simüle edilmiş AHSS/UHSS geri yaylanma sonuçlarını gerçekte şekillendirilmiş parça taramalarıyla karşılaştırmak için, SSAB farklı malzeme modellerini test edebileceği bir tampon tasarımı yarattı. Basit bir Hill 90 izotropik sertleştirme modeli kullanıldığında, tamponun tahmin edilen geri yaylanması, gerçek şekillendirilmiş parça ile oldukça iyi bir korelasyon gösterdi. BBC2005 izotropik sertleştirme modeli kullanıldığında da benzer bir sonuç elde edildi (gerçek parçayla iyi korelasyon). Kinematik sertleşme modelleri kullanıyorsanız, parametrelerinin geri yaylanma davranışını önemli ölçüde etkileyeceği unutulmamalıdır: doğru parametreler kullanıldığında, kinematik modeller gerçek parçayla çok iyi bir korelasyon sağlayacaktır. Bu nedenle simülasyon yaparken daha yüksek dayanımlı AHSS/UHSS malzemeler için çok iyi ölçülmüş verilerin kullanılması özellikle önem taşır.

Geri yaylanma türleri

Parça geometrisinin geri yaylanma üzerinde büyük bir etkisi vardır. Örneğin tek bir başlık profili, her iki tasarım için herhangi bir geri yaylanma kompanzasyonundan önce, çift başlık profilinden çok daha yüksek bir geri yaylanmaya (yan duvar kıvrımı) sahiptir. Bunun nedeni, çift başlığın yarıçaplarının zıt yönlerde ilerlemesi ve dolayısıyla geri yaylanmaların birbirini esasen "iptal etmesi"dir.

Örneğin çift fazlı 600MPa veya 800MPa gibi bir AHSS kullanıyorsanız, tek bir başlık profili üzerinde geri yaylanmayı telafi etmek için, parçanın duvarını germeye çalışabilirsiniz, ardından daha keskin bir yarıçap kullanabilirsiniz ve bu sayede duvarın deformasyonunu daha iyi etkileyebilirsiniz. Ancak daha yüksek dayanımlı gigapaskal çelik sınıflarında (1000MPa ve üzeri) başka bir çözüme ihtiyaç duyarsınız. Şekillendirme yönünü değiştirmek için aracın içinde bir kam bulundurabilir, ve ardından sürtünmeyi değiştirerek, örneğin parçanın 0,7 mm'yi aşan varyasyonunu maksimum 0,5 mm'ye kadar getirebilirsiniz. Geri Yaylanma Web Seminerinde bu çok adımlı şekillendirme sürecinin bir videosu verilmiştir.

Yan duvar kıvrımı

Basit eğilmede geri yaylanmayı tahmin etmek için SSAB'nin BendCalc uygulaması ve malzeme modeli

SSAB'nin telefon uygulaması BendCalc, AHSS/UHSS malzemelerin basit eğilmesinde gerçek geri yaylanmayı öngören ilk yazılımdır. Ayarlar, Docol® çelik sınıfınızı, istediğiniz nihai açıyı, geometrinizi, sürtünme düzeyinizi ve diğer kurulum koşullarını seçmenizi içerir. BendCalc; App Store veya Google Play'den ücretsiz olarak indirilebilir.

BendCalc'ın ardındaki teorik model aşağıdaki gibidir. Öncelikle SSAB, VDA 238-100 bükme testi prosedürüne benzer sürtünmesiz koşullar altında, kuvvet eğrisini strok uzunluğuna (veya konumuna) göre çizmek için bükme testleri yaptı. Bu veriler daha sonra, bükme düzeneği için geometriyi dikkatle alarak, enine kesit momentine ve bükme açısına dönüştürüldü.

Tahmini moment uygulanarak, parçanın flanşlarının kavis açısının geçerli şekli ve boşluk ile bıçak arasındaki temas açısı da sürekli olarak hesaplanabilir. Bu bağımsız açıların tümü, AHSS/UHSS geri yaylanmasının nihai miktarını ayrı ayrı etkiler. BendCalc modeli, kurum içinde yapılan muazzam sayıda gerçek SSAB bükme testi ile iyi bir uyuma sahiptir ve geri yaylanma, strok uzunluğu, maksimum kuvvet ve diğer parametreleri tahmin etmek için geometri ayarlarınızı girmenize olanak tanır.

BendCalc mobil uygulaması

Önerilen takım sınıfları ile AHSS/UHSS şekillendirmenin sabitlenmesi

SSAB, HSS için takım çeliği çözümlerinde 40 yılı aşkın bir deneyime sahiptir. Bilgi birikimimiz, müşterilerimizden gelen gerçek dünya üretim sonuçlarına ve ayrıca uzun vadeli seriler üzerinde çalıştığımız farklı Ar-Ge projelerine dayanmaktadır. Özel takım çeliği önerileri için, Gelişmiş Yüksek Dayanımlı Çeliklerle ilgili Takım Çözümleri adlı 40 sayfalık kitapçığımızı indirmenizi tavsiye ederiz.

Şekillendirme işlemlerinde, işlem sırasında oluşabilecek kırılma mekanizmaları parça kalkmaları, aşınma ve plastik deformasyonu içerebilirken, kesme işlemleri dökülme ve çatlama kırıklarını da içerebilir. Optimal olmayan takım çeliği yöntemleriyle zaman içinde sürtünme birikebilir ve bu da geri yaylanma etkisini artırır ve parçalarınızı tolerans dışı bırakır. Diğer bir sorun ise kesme sırasında takımda talaşlanmadır, bu da flanşlarda ani kırılma riskine yol açan zayıf kesme kenarlarına neden olur.

SSAB, plastifikasyonu önlemek ve tipik olarak yüzey işlemlerini (kaplamalar) önermek için, ≥ 60 HRC sertlikte Docol® AHSS/UHSS çelik sınıflarının stampalanmasında takım çeliği kalitelerine yönelik son derece ayrıntılı bir kılavuz sağlar. Bu yüksek performanslı takım çeliklerinin ilk yüksek maliyetleri, üretim duruşlarında azalma ve takım yenileme/bakım maliyetlerindeki düşüş ile fazlasıyla dengelenecektir.

Daha yüksek dayanımlı AHSS/UHSS çeliklerin stampalanması, daha yüksek basınçlar ve daha fazla parça kalkması riski anlamına gelir. Sabit sürtünme koşulları sağlamak için, bir takım ucu tasarlayın ve PVD/CVD veya Duplex işlenmiş takım çeliği kullanın. Kaplamayı eklemeden önce parlatma işlemi çok önemlidir. Çatlama, parça kalkması ve artan sürtünmeyi önlemek için yüzey finisajını en az Ra< 0,2 µm ve kritik alanlarda R 0,05 µm olacak şekilde cilalayın.

AHSS/UHSS sınıflarının soğuk şekillendirmesi ve kesimi için, SSAB'nin PVD, lazer, indüksiyon ve nitritleme için yüzey sertleştirme kapasitesi sunan Toolox® takım çeliğini değerlendirin. Toolox® çelik, yüksek seviyede mikro temizliği, titreşim direnci nedeniyle çok yüksek sönümleme oranı, yüksek yorulma dayanımı, ve dökülme ve çatlamaya karşı yüksek direnci sayesinde sayesinde daha az sürtünmeye sahiptir.

İşleme çözümleri broşürünün kapağı
pdf 1,32 Mb
Docol® Tooling solutions for advanced high strength steels

İlgili içerik

180