Штамповочный пресс

Когда говорят про штамповочный пресс, многие сразу представляют себе банальную гибочную машину для жести – а на деле это сложнейшая система, где даже зазор в полмиллиметра между плитами определяет, получится ли из сплава годная поковка или брак. Особенно с нашими материалами – теми самыми алюминиево-скандиевыми сплавами, с которыми мы в ООО Хунань Цзято Новые Материалы работаем ежедневно.

Почему штамповка – не просто 'ударить по металлу'

Вот смотрите: берём стандартный Аl-Sc сплав марки 1581 – казалось бы, пластичность должна быть выше средней. Но если на штамповочный пресс подать заготовку, не прогретую до 380°C, вместо чёткого контура получится трещина по краю. И это не теория – на старте производства мы сами через это прошли, когда в ночную смену термопара сломалась, а оператор продолжил штамповать 'на глаз'.

Кстати, о температуре – у нас на сайте jthsa.ru есть технические спецификации, но я всегда устно объясняю клиентам: наш сплав не терпит спешки. Давление в 12-15 тысяч тонн – это не просто цифра, а расчёт на то, что кристаллическая решётка скандиевой примеси успеет перестроиться без внутренних напряжений.

И ещё момент, который редко учитывают: даже если штамповочный пресс идеально откалиброван, проблема может быть в самой оснастке. Например, для авиационных кронштейнов мы используем штампы с полиуретановыми наполнителями – обычная стальная оснастка даёт микротрещины в зонах повышенной вытяжки.

Ошибки, которые дорого обходятся

Помню случай с одним нашим клиентом – они пытались штамповать детали для морской техники на прессе с гидравлическим приводом, хотя для коррозионностойких сплавов нужен был кривошипный механизм. Результат – 30% брака из-за неравномерного прижима. Пришлось переделывать всю партию за наш счёт, зато теперь в договорах прописываем каждый параметр оборудования.

Кстати, о гидравлике – современные прессы с ЧПУ, конечно, дают стабильное усилие, но если в системе охлаждения используется вода с жёсткостью выше 3 мг-экв/л, уплотнения поршней начинают подтекать уже через полгода. Мы в цеху поставили умягчители – мелочь, а продлевает жизнь оборудованию на годы.

Самое неприятное – когда несовместимость обнаруживается уже в процессе. Как-то раз для космического заказа делали штамповку крупногабаритных панелей – и только на третьем цикле заметили, что стол пресса 'играет' на 0,2 мм по краям. Пришлось экстренно заказывать усиленные направляющие у немцев, проект ушёл в минус, зато теперь все прессы раз в квартал проверяем лазерным теодолитом.

Нюансы работы со скандиевыми сплавами

Многие недооценивают роль скандия – думают, это просто 'добавка для прочности'. А на деле именно он позволяет штамповать тонкостенные конструкции без риска разрыва. Но есть подвох: если в сплаве больше 0,4% Sc, требуется предварительный отжиг при 550°C – иначе пресс просто не продавит материал равномерно.

Мы в ООО Хунань Цзято специально разработали серию сплавов с легирующими добавками – например, марка JTH-SA7 вообще не требует предварительного нагрева при штамповке. Проверили на прессе усилием 8000 тонн – деформация до 40% без трещин. Такие детали сейчас идут на элементы шасси беспилотников.

Интересный эффект заметили при штамповке ребристых теплообменников: если скорость деформации превышает 15 мм/сек, скандиевые фазы начинают мигрировать к границам зёрен. Пришлось совместно с технологами перепрограммировать цикл – теперь делаем три ступени с выдержкой по 2 секунды на каждой. Брак упал с 12% до 0,8%.

Оборудование, которое действительно работает

За 15 лет перепробовали всё – от советских моделей ПКГ до японских Komatsu. Вывод: для наших сплавов лучше всего подходят прессы с сервоприводом и системой адаптивного контроля. Немцы из Schuler делают хорошие машины, но их цена кусается – китайские аналоги вроде HIsun часто не выдерживают круглосуточной нагрузки.

Сейчас у нас в основном работают гидравлические прессы с ЧПУ – два российских ДА2438 и один китайский J23-800. Последний пришлось дорабатывать – родной гидронасос не держал давление дольше 10 минут непрерывной работы. Поставили итальянский Parker, проблема исчезла.

Важный момент – система смазки. Для алюминиево-скандиевых сплавов нельзя использовать графитовые смазки – они вызывают межкристаллитную коррозию. Перешли на синтетические полиолэфирные составы, хотя они втрое дороже. Зато следов на готовых деталях нет – это особенно важно для аэрокосмической продукции, где чистота поверхности критична.

Что вижу в перспективе

Сейчас экспериментируем с изотермической штамповкой – для этого нужны прессы с подогревом плит до 500°C. Пока получается дорого, но для ответственных деталей уже применяем. Например, для лопаток турбин – там где обычная штамповка даёт неравномерную текстуру, изотермическая сохраняет монокристальную структуру.

Ещё задумываемся о лазерном контроле деформации в реальном времени – видел такие системы у французов, но пока не решаемся внедрять: слишком много нюансов с калибровкой. Возможно, в следующем году попробуем на одном прессе – если экономисты одобрят смету.

В целом же штамповочный пресс для нас – не просто железная болванка, а инструмент, который постоянно приходится 'подгонять' под новые материалы. Как раз на этой неделе тестируем новый сплав с добавкой иттрия – предварительные результаты показывают, что потребуется увеличить рабочий ход ползуна на 15%. Опять будем перенастраивать оборудование – рутина, без этого в нашем деле никак.