Лучшая защита для ковочного штампа

Твердый или жесткий — очень часто производители ковочных штампов вынуждены идти здесь на компромисс.

Новая технология позволяет объединить обе особенности и ясно расширить полезную жизнь ковочного штампа. Ученые представят процесс на торговой ярмарке Euromold, которая пройдет с 27 по 30 ноября во Франкфурте (Германия).

Ковочные штампы должны противостоять многому. Они должны быть твердыми, чтобы поверхность не стала слишком изношенной, и могли выдерживать значительные температурные изменения и справляться с чувствительными ударами штамповочного пресса. Как бы то ни было, чем тверже материал, тем более ломким он становится, и ковочный пресс постепенно разрушается. Именно поэтому производителям необходимо найти компромисс между твердостью и прочностью. Один из способов — окружить полутвердый прочный материал твердым слоем. Проблема в том, что слой, расположенный на более мягком материале, может вдавливаться под ударами, как мячик для пинг-понга.

Исследователи из Фраунгоферского института разработали альтернативу. «Ковочный штамп, над которым мы работаем, имеет удвоенный срок полезного использования», пояснил Кристиан Эрнтц. „Мы используем рабочий материал, которые менее тверд и способен хорошо справляться с напряжением. Мы расплавили верхний слой материала лазером и ввели в него порошок, который используется для химического изменения особенностей материала. Мы достигли большей степени твердости в верхнем миллиметровом слое“.

Преимущество изобретения в том, что поскольку свойства внешнего слоя резко не изменяются (как бывает в случае с накладываемым слоем), а твердость увеличивается постепенно (так называемый градиент твердости), мы сумели избежать эффекта теннисного мяча. Кроме того, частицы действуют как стеклянная бумага и предотвращают изнашивание материала. Поскольку износ наблюдается лишь в определенных областях штампа, учеыне сосредоточились только на них. Далее они минимизировали эффект, который слой оказывает на сопротивление воздействию. Модели помогли вычислить области, которые наиболее подвержены напряжению.

Чтобы работать с ковочными штампами, ученые и их коллеги из Alzmetall разработали специальное устройство и программное обеспечение, которое гарантирует, что лазер будет двигаться по поверхности с постоянной скоростью, и что между путями движения лазера остаются промежутки, а иначе на поверхности образуются неровности. „Это не проблема, если поверхности ровные, однако нам необходимо было разработать специальные алгоритмы, подходящие даже для сложных конфигураций“, сказал Эрнтц.

В дальнейшем исследователи намерены сократить использование дорогостоящего сырья, такого как хром, молибден и ванадий. До сих пор эти материалы применяются во всех ковочных штампах.

22.11.2012