Tváření za tepla

Technologie, varianty a průmyslové využití

Tváření plechů za tepla

Tváření plechů za tepla je důležité zejména pro výrobce automobilů a jejich subdodavatele. Je vhodné pro všechny úrovně kvality oceli. Komponenty vyrobené touto metodou jsou lehčí a dosahují lepších hodnot při nárazových testech.

Tváření za tepla je proces tváření plechů, který je známý také jako kalení ve formě nebo kalení v lisu. Všechny procesy tváření probíhají nad teplotou rekrystalizace použitého kovu. Během tváření plechu za tepla dochází k regeneraci a změkčení materiálu. To umožňuje vysoký stupeň tváření i přes nízké tvářecí síly. Tváření za tepla zahrnuje několik procesů, jako je kování, válcování za tepla a vytlačování. Technologie tváření je upravena v normě DIN 8582 a umožňuje zpracovávat i vysokopevnostní materiály podle požadavků. Tento proces je vhodný zejména pro obrobky, které musí odolávat vysokému zatížení (válce, klikové hřídele, ojnice, převody).

Rozdíly oproti tváření za poloohřevu a za studena

Při tváření za poloohřevu se používají teploty mezi tvářením plechu za studena a za tepla. Průmysloví uživatelé kombinují výhody obou procesů a snaží se vyhnout nevýhodám obou technologií volbou konkrétní teploty tváření. Tváření za poloohřevu vyžaduje menší tvářecí síly než tváření za studena. Chlazené komponenty mají menší rozměrové tolerance než komponenty tvářené za tepla. Při tváření za studena probíhá tváření pod teplotou rekrystalizace. K dosažení srovnatelného stupně tváření jsou zapotřebí vyšší tvářecí síly. Výsledkem jsou přesné díly s menšími rozměrovými tolerancemi a dobrou povrchovou strukturou. Aby se dosáhlo zpevnění tvarovaného obrobku, je upraven rekrystalizačním žíháním.

Jak funguje tváření plechů za tepla?

Tváření za tepla při hlubokém tažení se provádí například jako přímé nebo nepřímé tvarování plechu za tepla. Při přímém tváření za tepla se materiál před prvním procesem tváření zahřeje v peci na teplotu vyšší, než je teplota rekrystalizace. Poté se materiál vloží do lisu a formy pro hluboké tažení. Po plastickém vytvarování se materiál ochladí v chlazené uzavřené formě. Pro nepřímé tváření za tepla je typické, že ohřev probíhá až po prvním kroku tváření. Poté následuje konečné tažení a rychlé ochlazení při lisování. Pro tváření plechů za tepla se obvykle používá borem legovaná ocel 22MnB5. Nejlepšího možného chování materiálu se dosáhne při přeměně austenitu na martenzit.

Za tepla tvářené plechové díly

Výrobci automobilů dávají v poslední době přednost této technologii tváření. Důvodem je skutečnost, že komponenty vyrobené touto technologií dosahují větší bezpečnosti při nárazu. Speciální oceli tvářené za tepla a ochlazené také vozidlo odlehčují. Výrobci automobilů vyrábějí touto technologií boční prvky, výztuhy dveří, prahy, střešní rámy, střešní ližiny, podpěry nárazníků a A a B sloupky. Aby se na ocelích tvářených za tepla neusazoval v peci vodní kámen, jsou opatřeny speciálním hliníkovo-křemíkovým povlakem. Díly jsou podrobeny procesu kontroly kvality, aby byla zajištěna trvale vysoká kvalita výroby. Tento proces je automatizován pomocí optické měřicí techniky.

Jaké jsou výhody a nevýhody tváření za tepla?

Mezi výhody tváření za tepla patří:

  • Žádné tuhnutí a vysoká tvarovatelnost materiálu
  • Nízký zpětný ráz
  • Možnost výroby složitějších tvarů
  • Dobrá rozměrová přesnost díky nízkému zbytkovému napětí
  • Lehčí součásti díky menším tloušťce stěn
  • Nutné pouze nízké tvářecí síly
  • Vhodné pro všechny kvality oceli

Hlavní nevýhody jsou:

  • Mírné okujení povrchu kvůli vysoké pracovní teplotě (přepracování!)
  • Komponent se může v nejhorším případě deformovat
  • Větší rozměrové tolerance
  • Pec způsobuje vysoké náklady na energii
  • Tvorba otřepů

Snadné měření dílů tvářených za tepla

Pro měření vysokopevnostních plechových dílů, např. při výrobě karoserií, byly dosud nutné fyzické přípravky. Ty způsobují vysoké náklady kvůli jejich individuální výrobě. Technologie virtuálního upínání a univerzální nastavení na 3D měřicím stroji ScanBox nahrazují fyzické měřicí přípravky. Vede to k úspoře nákladů a znatelnému zrychlení výrobních procesů.


Sdílejte tuto stránku