1. Çeyrek: Soğuk haddelemede artan bükme işleminin bilimsel temeli nedir?, ve tek adımlı bükmeye kıyasla yıkıcı malzeme arızasını nasıl önler??
Kademeli bükme prosesinin bilimsel temeli soğuk rulo şekillendirme temel olarak ilkelerde yatmaktadır. esneklik, iş sertleştirme, Ve gerilim enerjisi dağılımı. Bu aşamalı yaklaşım, malzeme sünekliğinin sınırlamalarına ve metal deformasyonu sırasında ortaya çıkan karmaşık gerilim durumlarına karşı doğrudan bir mühendislik tepkisidir., uzun üretimin sağlanması, yıkıcı arızalar olmadan karmaşık profiller.
1. Artımlı Deformasyonun Fiziği
Rulo şekillendirme, metal bir şeridin geçirilmesiyle çalışır, tipik olarak sarmal çelik, bir dizi ardışık rulo standı aracılığıyla, veya geçer. Her stant küçük bir katkıda bulunuyor, kesin olarak hesaplanan miktar plastik deformasyon (kalıcı şekil değişikliği) şeride.
A. Kontrollü Plastik Gerinim
Herhangi bir metal şekillendirme prosesinde, uygulandığında deformasyon meydana gelir stres ($\sigma$) aşar akma dayanımı ($\sigma_y$) malzemenin, malzemenin gerilim-gerinim eğrisinin plastik bölgesine girmesine neden olur. Metal tek adımda çok fazla bükülürse, Yüksek gerilimli bölgelerdeki yerel gerilim oranı (bükülme yarıçapının dış yüzeyi) malzemenin sınırlarını aşabilir düzgün uzama sınırı ($e_u$) ve hızlıca ulaşın kırılma gerilimi ($\epsilon_f$).
Artımlı yaklaşım şunları sağlar::
Where $\epsilon_{\metin{toplam}}$ gereken son gerginlik mi, $N$ geçiş sayısıdır, and $\Delta \epsilon_i$ is the strain contributed by each pass $i$. By keeping each $\Delta \epsilon_i$ small, süreç gerilim oluşumunu kontrol eder, malzeme yapısının iç gerilimleri kademeli olarak ayarlamasına ve yeniden dağıtmasına olanak tanır.
B. Bükme Momentlerini ve Nötr Eksen Kaymasını Yönetme
Rulo şekillendirmede, malzeme saf bir işleme tabi tutulur bükülme momenti (M). $t$ kalınlığında ve $w$ genişliğinde bir şerit için, maksimum bükülme gerilimi ($\sigma_{\metin{maksimum}}$) aşırı liflerde meydana gelir. Eğilme çok agresifse (high $\Delta \epsilon_i$), kalınlık boyunca gerilim gradyanı çok dik hale gelir, yol açan:
- Yüksek Çekme Gerilme: Dış yüzeyde, mikro çatlamaya neden olabilir, yırtılma, veya portakal kabuğu efekti.
- Aşırı Basınç Gerilme: İç yüzeyde, bu da lokal buruşmaya veya kırışmaya neden olabilir (derin profil oluşturmada yaygın bir kusur).
Artımlı bükme geçişini yumuşatır tarafsız eksen (sıfır boyuna gerinime maruz kalan kesit içindeki düzlem), meşcere başına boyuna gerilim birikimini en aza indirir.
2. İş Sertleştirmenin Rolü
Soğuk şekillendirme işlemleri, tanımı gereği, malzemenin yeniden kristalleşme sıcaklığının altında meydana gelir, hangi sonuçla sonuçlanır iş sertleştirme (veya gerinim sertleşmesi). İş sertleştirmesi malzemenin akma dayanımını artırır ($\sigma_y$) deforme olduğundan, güç kanununa göre:
$K$ mukavemet katsayısı ve $n$ ise gerinim sertleşmesi üssü.
A. Kontrollü Güç Artışı
Tek bir agresif geçişte profil oluşturulursa, lokalize iş sertleşmesi aşırı olabilir, malzemeyi kırılgan hale getirir ve o bölgede kırılmaya karşı oldukça duyarlı hale getirir.
Artımlı şekillendirme, gerekli toplam iş sertleştirmesini $N$ geçişlere dağıtır. Bu kademeli sertleşme:
- Yapısal Bütünlüğü Artırır: Bitmiş ürün daha güçlüdür (daha yüksek akma dayanımı) ve orijinal bobin malzemesinden daha sert, soğuk şekillendirmenin birincil avantajı.
- Sünekliği Korur: Anlık yüksek gerilimi önleyerek, son bükümleri kırılmadan tamamlamak için yeterli artık süneklik kalır, sonraki deformasyona direnmek için işlenerek sertleştirilmiş durumu kullanmak.
3. Yıkıcı Arızaların Önlenmesi (Yırtılma ve Kırışma)
Metal şekillendirmede yıkıcı başarısızlık genellikle aşağıdaki yöntemler kullanılarak tahmin edilir: Limit Diyagramının Oluşturulması (FLD), ana ana gerilimi gösteren grafik ($\$epsilon_1) küçük ana gerilime karşı ($\$epsilon_2) bir sınır tanımlamak (Şekillendirme Limit Eğrisi, FLC) arızanın meydana geldiği yerin üstünde.
A. Yırtılma Önleme (Çekme Arızası)
yırtılma (çekme hatası) çekme gerilimi çok yüksek olduğunda ortaya çıkar, genellikle bir virajın dış kenarında. Artımlı işlem, yerel gerinim yolunu FLC'nin oldukça altında tutar.:
- Gerilim Giderme: Her geçiş, biriken iç gerilimi biraz hafifletir, malzemenin yeni şekle akmasına izin vermek.
- Takım İletişimi: Rulolar sürekli yanal ve sıkıştırma desteği sağlar, Malzemenin gerilim altında boyun eğme veya kırılma eğilimini bastırmak.
B. Kırışma/Burulma Önleme (Basınç Arızası)
Kırışma (basınç arızası) aşırı uzunlamasına sıkıştırma nedeniyle sıklıkla iç yarıçapta veya serbest kenarlarda meydana gelir. Rulo şekillendirmede, bu hafifletilir:
- Çiçek Desen Tasarımı: Rulo profillerin tasarımı (çiçek deseni) serbest malzeme kenarlarının sıralamada geç bükülmesini sağlar, ve şekillendirme basıncı, malzemeyi düz bir şekilde çekmeye yetecek kadar gerilim uygulayacak şekilde dikkatlice dengelenir (kırışmayı önleme) ama yırtılmaya neden olacak kadar değil.
- Yan Rulolar ve Avaralar: Yardımcı takımlar (yan rulolar gibi) genellikle yanal kısıtlama uygulamak için kullanılır, ağı ve flanşları stabilize eden, Basınç gerilmeleri nedeniyle lokal burkulmayı önleme.
Sonuç olarak, Soğuk haddelemedeki artımlı bükme, sürekli ortam mekaniği ve malzeme bilimi tarafından yönetilen oldukça karmaşık bir mühendislik sürecidir.. Bir kompleksi dönüştürüyor, arızaya eğilimli tek adımlı deformasyon bir dizi öngörülebilir duruma dönüşür, yönetilebilir bükülme momentleri, Malzemenin kritik kırılma sınırlarından dikkatli bir şekilde kaçınırken nihai ürünün gücünü artırmak için iş sertleştirmesinden stratejik olarak yararlanılır.
