High Strength Steel Roll Forming for Automotive Parts

Pembentukan Gulungan Keluli Kekuatan Tinggi

Gulung membentuk keluli kekuatan tinggi (HSS) dan keluli kekuatan tinggi termaju (AHSS) bermakna melepasi stok gegelung rata melalui satu siri penggelek berbentuk progresif, setiap satu membengkokkan bahan beberapa darjah lagi, sehingga ia mencapai profil keratan rentas akhir. Oleh kerana ubah bentuk berlaku secara beransur-ansur merentasi banyak stesen penggelek dan bukannya dalam satu lejang, pembentukan gulungan mengekalkan tekanan pada bahan dengan lebih sekata daripada kaedah membentuk satu pukulan, yang merupakan sebab utama proses ini menjadi pilihan untuk gred AHSS yang lebih mudah retak di bawah daya pekat yang tiba-tiba.

Gred HSS dan AHSS — termasuk dwi-fasa (DP), keplastikan akibat transformasi (TRIP) dan keluli martensit — menawarkan kekuatan tegangan antara kira-kira 440 MPa hingga 1,500 MPa, berbanding 270-400 MPa untuk keluli lembut konvensional. Kekuatan itu membolehkan pembuat kereta menggunakan bahan tolok yang lebih nipis untuk prestasi struktur yang sama, secara langsung menyokong sasaran pengurangan berat kenderaan tanpa mengorbankan keselamatan kemalangan.

Proses Pembentukan Gulung Automotif

Dalam pembuatan automotif, garisan pembentukan gulungan biasanya mengikut urutan ini:

1. Stok gegelung diluruskan dan dimasukkan secara berterusan ke dalam talian, selalunya dengan perata untuk menghilangkan kelengkungan set gegelung sebelum terbentuk.
2. Jalur itu melalui satu siri stesen penggelek, setiap satu menambah sedikit kenaikan lenturan, secara beransur-ansur membentuk jalur rata ke dalam profil sasaran - saluran topi, tiub atau bentuk struktur berbilang lentur yang kompleks.
3. Stesen tebukan atau torehan dalam talian, jika perlu, potong lubang pelekap atau keratan ciri semasa jalur masih rata atau separa terbentuk, kerana menebuk selepas pembentukan penuh adalah jauh lebih sukar.
4. Profil yang terbentuk melalui penekan potong yang mengguntingnya ke panjang tanpa menghentikan garisan, menggunakan potongan terbang yang disegerakkan dengan kelajuan talian.
5. Bahagian siap mungkin menjalani kimpalan dalam talian atau sekunder, salutan, atau rawatan haba sebelum dipentaskan untuk pemasangan.

Sifat berterusan dan volum tinggi inilah yang menjadikan pembentukan gulungan amat sesuai untuk pengeluaran automotif, di mana profil struktur yang sama — rasuk pintu, tetulang bampar, rel bumbung atau komponen rangka tempat duduk — mungkin perlu berjalan dalam puluhan atau ratusan ribu kaki linear setahun.

Roll Forming vs Mengecap

Gulung membentuk dan mengecap kedua-duanya membentuk keluli rata ke bahagian struktur, tetapi ia sesuai dengan geometri bahagian dan profil pengeluaran yang berbeza.

Pembentukan gulungan dan pengecapan berbanding untuk pengeluaran bahagian automotif struktur.

Khususnya untuk AHSS, lenturan berbilang stesen secara beransur-ansur membentuk gulungan adalah kelebihan utama berbanding ubah bentuk pukulan tunggal pengecapan, kerana gred AHSS umumnya mempunyai pemanjangan yang lebih rendah sebelum patah dan lebih sensitif kepada kadar terikan dan kepekatan tegasan die setem digunakan dalam satu gerakan.

Reka Bentuk Perkakas Pembentukan Gulung untuk AHSS

Reka bentuk perkakas untuk membentuk gulungan AHSS berbeza daripada perkakas keluli lembut dalam beberapa cara, didorong oleh daya pembentukan yang lebih tinggi dan springback yang dihasilkan oleh bahan:

• Lebih banyak stesen pembentukan — Profil AHSS biasanya memerlukan pas roller tambahan berbanding profil keluli lembut yang setara, merebak sudut lentur merentasi lebih banyak kenaikan untuk mengurangkan ketegangan setiap hantaran.
• Bahan gulung yang lebih keras — gulungan keluli alat dengan salutan tahan haus atau permukaan yang mengeras biasanya diperlukan, kerana AHSS mempercepatkan haus gulung berbanding keluli lembut.
• Meningkatkan daya pemisahan gulungan — bingkai kilang, aci dan galas perlu dinilai untuk beban yang lebih tinggi daripada talian keluli lembut sahaja, kerana AHSS menahan ubah bentuk dengan lebih kuat di setiap stesen.
• Pampasan terlalu bengkok — profil perkakas lazimnya direka bentuk dengan sudut lentur berlebihan yang dikira untuk mengatasi springback dan mencapai sasaran dimensi akhir.

Springback dalam Keluli Kekuatan Tinggi

Springback ialah kecenderungan logam yang terbentuk untuk sebahagiannya kembali ke arah bentuk rata asalnya selepas daya pembentuk dikeluarkan, disebabkan oleh bahagian pemulihan elastik daripada ubah bentuk bahan. Keluli berkekuatan lebih tinggi secara amnya mempunyai kekuatan hasil yang lebih tinggi berbanding dengan modulus keanjalannya, yang bermaksud bahagian yang lebih besar daripada jumlah ubah bentuk adalah kenyal (boleh dipulihkan) dan bukannya plastik (kekal) — jadi AHSS kembali lebih daripada keluli lembut yang dibengkokkan ke sudut yang sama.

Garisan pembentuk gulungan menangani springback terutamanya melalui lenturan berlebihan: setiap stesen penggelek membengkokkan sedikit bahan melepasi sudut sasaran, menjangkakan jumlah ia akan mengendur semula setelah dikeluarkan. Sudut lebih lentur yang tepat biasanya ditentukan melalui gabungan membentuk perisian simulasi dan larian percubaan fizikal, kerana springback berbeza mengikut gred keluli, ketebalan tolok dan geometri profil, malah perubahan kecil dalam sifat bahan gegelung ke gegelung boleh mengalihkan jumlah pembetulan yang diperlukan.