สายการผลิตปั๊มร้อนความเร็วสูงสำหรับเหล็ก (อลูมิเนียม) ที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ

3.อุปกรณ์หลักสำหรับการปั๊มร้อน ได้แก่ เตาเผาความร้อน เครื่องขึ้นรูปร้อน และแม่พิมพ์ปั๊มร้อน

เตาเผาทำความร้อน:

เตาเผาความร้อนนี้มาพร้อมกับความสามารถในการทำความร้อนและควบคุมอุณหภูมิ สามารถให้ความร้อนแผ่นเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงจนถึงอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ภายในเวลาที่กำหนด เพื่อให้ได้สถานะออสเทนนิติก เตาเผานี้จำเป็นต้องสามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการผลิตแบบต่อเนื่องอัตโนมัติขนาดใหญ่ได้ เนื่องจากแท่งเหล็กที่ได้รับความร้อนสามารถจัดการได้โดยหุ่นยนต์หรือแขนกลเท่านั้น เตาเผาจึงจำเป็นต้องมีการโหลดและขนถ่ายแบบอัตโนมัติที่มีความแม่นยำในการวางตำแหน่งสูง นอกจากนี้ เมื่อให้ความร้อนแผ่นเหล็กที่ไม่ได้เคลือบผิว ควรมีการป้องกันก๊าซเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันบนพื้นผิวและการกำจัดคาร์บอนของแท่งเหล็ก

เครื่องขึ้นรูปร้อน:

เครื่องปั๊มร้อนถือเป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีการปั๊มร้อน จำเป็นต้องมีความสามารถในการปั๊มและยึดติดที่รวดเร็ว รวมถึงมีระบบระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว ความซับซ้อนทางเทคนิคของเครื่องปั๊มร้อนขึ้นรูปนั้นสูงกว่าเครื่องปั๊มเย็นแบบเดิมมาก ปัจจุบันมีบริษัทต่างชาติเพียงไม่กี่แห่งที่เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีการออกแบบและการผลิตเครื่องปั๊มร้อนขึ้นรูป และล้วนแต่ต้องพึ่งพาการนำเข้า ทำให้มีราคาแพง

แม่พิมพ์ปั๊มร้อน:

แม่พิมพ์ปั๊มร้อนดำเนินการทั้งขั้นตอนการขึ้นรูปและขั้นตอนการชุบแข็ง ในขั้นตอนการขึ้นรูป เมื่อแท่งโลหะถูกป้อนเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ แม่พิมพ์จะเสร็จสิ้นกระบวนการปั๊มอย่างรวดเร็วเพื่อให้มั่นใจว่าการขึ้นรูปชิ้นส่วนเสร็จสมบูรณ์ก่อนที่วัสดุจะเข้าสู่กระบวนการเปลี่ยนเฟสมาร์เทนไซต์ จากนั้นจะเข้าสู่ขั้นตอนการชุบแข็งและการทำให้เย็นลง ซึ่งความร้อนจากชิ้นงานภายในแม่พิมพ์จะถูกถ่ายเทไปยังแม่พิมพ์อย่างต่อเนื่อง ท่อระบายความร้อนที่จัดวางไว้ภายในแม่พิมพ์จะระบายความร้อนออกทันทีผ่านสารหล่อเย็นที่ไหลอยู่ การเปลี่ยนสภาพมาร์เทนไซต์-ออสเทนไนต์เริ่มต้นเมื่ออุณหภูมิของชิ้นงานลดลงถึง 425°C การเปลี่ยนสภาพระหว่างมาร์เทนไซต์และออสเทนไนต์จะสิ้นสุดลงเมื่ออุณหภูมิสูงถึง 280°C และชิ้นงานจะถูกนำออกที่อุณหภูมิ 200°C บทบาทของตัวยึดแม่พิมพ์คือการป้องกันการขยายตัวและหดตัวจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการชุบแข็ง ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในรูปร่างและขนาดของชิ้นส่วน ซึ่งนำไปสู่เศษโลหะ นอกจากนี้ ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนระหว่างชิ้นงานและแม่พิมพ์ ส่งเสริมการดับและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว

โดยสรุป อุปกรณ์หลักในการปั๊มร้อนได้แก่ เตาเผาความร้อนสำหรับให้ความร้อนเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต้องการ เครื่องขึ้นรูปร้อนสำหรับการปั๊มและยึดอย่างรวดเร็วพร้อมระบบระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว และแม่พิมพ์ปั๊มร้อนที่ดำเนินการทั้งขั้นตอนการขึ้นรูปและการดับเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนถูกสร้างขึ้นอย่างถูกต้องและการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ

ความเร็วในการเย็นตัวของการดับไม่เพียงแต่ส่งผลต่อเวลาในการผลิตเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการแปลงสภาพระหว่างออสเทไนต์และมาร์เทนไซต์ด้วย อัตราการเย็นตัวเป็นตัวกำหนดชนิดของโครงสร้างผลึกที่จะก่อตัวขึ้น และสัมพันธ์กับผลการชุบแข็งขั้นสุดท้ายของชิ้นงาน อุณหภูมิการเย็นตัววิกฤตของเหล็กกล้าโบรอนอยู่ที่ประมาณ 30℃/วินาที และเมื่ออัตราการเย็นตัวสูงกว่าอุณหภูมิการเย็นตัววิกฤตเท่านั้นที่จะส่งเสริมการก่อตัวของโครงสร้างมาร์เทนไซต์ได้มากที่สุด เมื่ออัตราการเย็นตัวต่ำกว่าอัตราการเย็นตัววิกฤต โครงสร้างที่ไม่ใช่มาร์เทนไซต์ เช่น เบไนต์ จะปรากฏในโครงสร้างการตกผลึกของชิ้นงาน อย่างไรก็ตาม ยิ่งอัตราการเย็นตัวสูงเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น ยิ่งอัตราการเย็นตัวสูงเท่าใดก็จะนำไปสู่การแตกร้าวของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปแล้ว และจำเป็นต้องกำหนดช่วงอัตราการเย็นตัวที่เหมาะสมตามองค์ประกอบของวัสดุและสภาวะกระบวนการของชิ้นส่วน

เนื่องจากการออกแบบท่อระบายความร้อนสัมพันธ์โดยตรงกับขนาดของความเร็วในการระบายความร้อน ท่อระบายความร้อนจึงมักได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูงสุด ดังนั้นทิศทางของท่อระบายความร้อนที่ออกแบบจึงมีความซับซ้อนมากกว่า และการเจาะด้วยเครื่องจักรหลังจากเสร็จสิ้นการหล่อแม่พิมพ์ทำได้ยาก เพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดจากกระบวนการทางกล จึงมักเลือกใช้วิธีการกักเก็บน้ำก่อนการหล่อแม่พิมพ์

เนื่องจากสามารถใช้งานได้ยาวนานที่อุณหภูมิ 200°C ถึง 880~950°C ภายใต้สภาวะอากาศเย็นและร้อนสลับกันอย่างรุนแรง วัสดุแม่พิมพ์ปั๊มร้อนจึงต้องมีโครงสร้างที่แข็งแรงและนำความร้อนได้ดี ทนต่อแรงเสียดทานจากความร้อนสูงที่เกิดจากแท่งโลหะที่อุณหภูมิสูง และทนต่อการเสียดสีของอนุภาคออกไซด์ที่ตกลงมา นอกจากนี้ วัสดุแม่พิมพ์ยังต้องทนทานต่อการกัดกร่อนของสารหล่อเย็นได้ดี เพื่อให้มั่นใจว่าท่อหล่อเย็นจะไหลได้อย่างราบรื่น

การเล็มและการเจาะ

เนื่องจากความแข็งแรงของชิ้นส่วนหลังการปั๊มร้อนสูงถึงประมาณ 1,500 MPa หากใช้การตัดและเจาะด้วยเครื่องกด ความต้องการน้ำหนักของอุปกรณ์จะสูงขึ้น และการสึกหรอของขอบตัดแม่พิมพ์ก็รุนแรง ดังนั้นจึงมักใช้เครื่องตัดเลเซอร์ในการตัดขอบและรู