Wady materiałowe w procesie tłoczenia blach dla przemysłu motoryzacyjnego – charakterystyka defektów i ich przyczyny

Celem artykułu jest przedstawienie problemów jakościowych, jakie występują podczas procesu tłoczenia, a związane są one z wadami i defektami materiału. Już w trakcie wcześniejszych operacji produkcyjnych i technologicznych może dojść do problemów, które mają wpływ na jakość wytwarzanej blachy.

Problemami tymi mogą być wtrącenia niepożądanych pierwiastków, niewłaściwa temperatura walcowania, która ma wpływ na strukturę stali, zużyte wałki powodujące uszkodzenia powierzchni, warunki atmosferyczne, które mogą powodować powstanie korozji na powierzchni czy dostanie się zabrudzeń. Wady materiałowe – jeśli nie wykryje się ich przed przystąpieniem do tłoczenia blachy, na której występują – najczęściej uwidaczniają się dopiero na wytłoczonej, gotowej części, co z kolei powoduje straty ekonomiczne i wizerunkowe dla przedsiębiorstwa.

Wady materiałowe: rozwarstwienia

Wśród najbardziej istotnych wad, które można wyodrębnić, pojawiają się rozwarstwienia. Jest to defekt widoczny w postaci wąskich płytek lub blaszek o różnych kształtach oraz wielkości, zespojonych lub jako warstwa powierzchni blachy. Zwykle warstwy oddzielają się od powierzchni taśmy stalowej przez wtrącenia, obecność metali nieżelaznych lub przez produkty korozji. Rozwarstwienia pochodzą od odprysków, porów oraz od wtrąceń na kęsiskach płaskich, które pojawiają się na powierzchni metalu podczas walcowania na zimno, z powodu niewłaściwego oczyszczenia wlewków lub podczas procesu walcowania w momencie odkształcania taśmy stalowej.

Wady materiałowe: zadrapania

Kolejny przykład niepożądanych wad to zadrapania powierzchni. Występują one na powierzchni taśmy stalowej na różnej szerokości oraz głębokości. Jeśli rysy są błyszczące, oznacza to, że powstały w wyniku oderwania materiału jeszcze podczas cynkowania. Natomiast jeśli nie występują ślady oderwania materiału, wówczas przyczyną wystąpienia rys jest proces walcowania na zimno. Przyczyny powstawania defektu to zablokowane wałki, zarówno w procesie walcowania, jak i cynkowania, lub fakt, że obracają się one z szybkością mniejszą niż taśma stalowa. Jeśli defekt ma małe nasilenie, jego przyczyną jest ślizganie się zwojów uzwojenia lub niewielkie tarcie o twarde i statyczne elementy. W takim przypadku defekt określa się jako zatarcie.

Wady materiałowe: ślady walców nośnych

Innym przykładem problemu jakościowego są ślady walców nośnych. Ślady te występują w postaci odciśniętych miejsc. Odciski te mają mniej lub bardziej nieregularny kształt. Pojawiają się jako wgłębienia lub wypukłości z okresową powtarzalnością i kierują się wzdłuż taśmy stalowej, w odległości pomiędzy dwoma kolejnymi odciskami, odpowiadającej obrotowi walca, który jest przyczyną powstawania wady. Czynnikiem powodującym powstawanie tego typu uszkodzeń jest punktowa nierówność powierzchni walca w trakcie procesu walcowania na zimno lub gorąco. Nierówność wynika z przyklejenia się jakiegoś obcego ciała do wałka. Jeśli wada powstała podczas procesu walcowania na zimno, można ją łatwiej dostrzec, a jej kontury – lepiej określić niż w przypadku powstania wady podczas procesu walcowania na gorąco.

Wady materiałowe: zgorzelina

Innym z kolei przypadkiem jest zgorzelina. Jest to wada, która występuje podczas procesu walcowania na gorąco i może powstawać również podczas wytrawiania. Jest efektem korozji gazowej, powstającej na powierzchni nagrzanej blachy, w wyniku jej kontaktu z powietrzem. Pojawia się na materiale jako delikatne powłoki liniowe, mające też postać punktów czy podłużnych pasm przy większej powierzchni nierównomiernie rozprowadzonych. Zgorzelina to nalot resztek tlenków żelaza, które utrudniają proces walcowania.

Wady materiałowe: rdza

Jednym z bardziej istotnych problemów dotyczących jakości materiału do tłoczenia jest rdza. Jest to obszar warstwy powierzchniowej o zmiennej barwie, zasięgu oraz formie, pochodzący z procesu utleniania się żelaza. W zależności od źródła pochodzenia możemy wyróżnić rdzę miejscową, która pojawia się w formie skaz o małych, brązowych kręgach, rdzę atmosferyczną, pojawiającą się zawsze na obrzeżach taśmy stalowej i posiadającą stałe, zmienne lub nieregularne kształty. Powstawanie rdzy to często wynik nieprawidłowego wytrawiania, przez wtrącenia tlenków bądź inne wady powierzchniowe, nadmiernej koncentracji wilgoci z otoczenia na taśmie stalowej, a także niewłaściwego przechowywania materiału lub źle rozprowadzonego środka smarnego na powierzchni.

Odmianą tej wady jest rdza biała. Jest to obszar warstwy powierzchniowej o zmiennej barwie, formie oraz zasięgu, pochodzący z niewłaściwego magazynowania materiału. Wygląda jak biały, a niekiedy białoszary nalot na powierzchni materiału. Może wystąpić w postaci nieregularnie rozmieszczonych plam lub na powierzchni całego materiału. Powstanie białej rdzy to często wynik niewłaściwego magazynowania, przy nieodpowiedniej wentylacji i wilgotności powietrza. Może być także wywołane dużą różnicą temperatury między miejscem magazynowania materiału a otoczeniem zewnętrznym.

Wady materiałowe: uszkodzenia mechaniczne

Innym rodzajem wad są uszkodzenia mechaniczne, np. wgniecenia i otarcia. Wada ta pojawia się na materiale w postaci sporadycznie występujących śladów. Ślady występują w różnych miejscach i z różną intensywnością, a także posiadają odmienny kształt. Powodem powstawania tej wady jest tarcie lub uderzenia w szpule materiału podczas jego transportu. Mogą one być spowodowane przez wykorzystywane do ich manipulacji elementy, takie jak zawiesia oraz uchwyty. Przyczyną powstawania wgnieceń mogą być również elementy spinające szpule materiału, takie jak klamry oraz metalowe taśmy, które wywierają nacisk na szpule. Wgniecenia zwykle występują na zewnętrznych częściach szpuli. Otarcia z kolei wyglądają jak krótkie, mechaniczne zadrapania powstałe na powierzchni materiału w wyniku ruchów przyległych do siebie zwojów. Defekt powstaje w momencie poślizgu pomiędzy sąsiednimi zwojami, gdy zwoje są rozwijane lub nawijane.

Galeria

Zobacz więcej