LättUHS Rapport 5. Trycksvarvning av ultrahöghållfasta stål. Boel Wadman, Swerea IVF

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "LättUHS Rapport 5. Trycksvarvning av ultrahöghållfasta stål. Boel Wadman, Swerea IVF"

Ulrika Lundqvist
för 5 år sedan
Visningar:

1 LättUHS Rapport 5 Trycksvarvning av ultrahöghållfasta stål Boel Wadman, Swerea IVF

2 Sida 1 (9) Trycksvarvning av UHS-material Summary Tests have been made to form components in high strength steel using spinning, a low-volume production method for details with rotational symmetry. The results show a potential for the method to be used if symmetric details are needed in high strength and low volume. The cup walls of cylindrical cups could be formed with 50 % thinning without problems with cracks or spring-back in high strength steel with a tensile strength below 900 MPa. Bakgrund Tryckvalsning och trycksvarvning är kortseriemetoder är att forma runda, rotationssymmetriska och relativt tunnväggiga former. De låga verktygskostnaderna gör att metoden kan användas för prototyp- och kortserietillverkning. Projektet avsåg att undersöka hur trycksvarvning fungerar för ultrahöghållfasta stål. All provning har gjorts på företaget Hermanders i Töreboda.

3 Sida 2 (9) Metodbeskrivning Tryckvalsning Plåten läggs mot matrisen i ett eller flera drag, ingen eftervalsning. Trycksvarvning: Plåten läggs mot matrisen med en viss spalt mellan rulle och matris. Därefter utförs ett eller flera slätningar med ibland mindre spalt mellan rulle och matris Då valsas plåten tunnare mellan matris och rulle, och ytan slätas ut. Trycksvarvning är det som har används vid försöken i projekt LättUHS.

4 Sida 3 (9) Provning Utrustning Alla provningar gjordes i en utrustning på Hermanders; Automatisk Leifeld Leico 118, se Figur 1. Utrustningen klarar upp till 1000 varv per minut och har kraft för att klara 10 mm kolstål och 5 mm rostfritt stål. Tidigare har upp till 5-8 mm rostfritt stål körts i denna maskin. Figur 1 Utrustning där trycksvarvningsförsöken gjorts Material Följande material, både kolstål och rostfria stål provades. Material Plåttjocklek [mm] Coilnummer Docol 600 DP 1 C75063 Docol 800 DP 1 C20644 Docol 1000 DP 1 C54855 HyTens X (1.4310) 1,2; 1,5; 2; 3 LDX (1.4162) 1,5

Sida 4 (9) Provplan Formbarhet för en rund burk undersöktes enligt följande provplan: Material Plåttjocklek [mm] Docol 600 DP 1 Docol 800 DP 1 Docol 1000 DP 1 HyTens X 1,2 HyTens X 1,5 LDX 2,5 mm

5 Sida 4 (9) Provplan Formbarhet för en rund burk undersöktes enligt följande provplan: Material Plåttjocklek [mm] Docol 600 DP 1 Docol 800 DP 1 Docol 1000 DP 1 HyTens X 1,2 HyTens X 1,5 LDX 2,5 mm Burkgeometri Den trycksvarvade burken hade diameter 145 mm. Provning Figurerna nedan visar trycksvarvning i olika färdigstadier Figur 2 Trycksvarvning i tidigt stadium, plåten läggs mot verktyget genom ett cirkulärt verktyg med vald radie och lutning.

6 Sida 5 (9) Figur 3 En burk har börjat formas, och väggen tunnas och jämnas ut genom att verktyget deformerar plåten i flera slätdrag. Figur 4 Nästan färdig trycksvarvad burk.

7 Sida 6 (9) Figur 5 Trycksvarvad burk

8 Sida 7 (9) Resultat Tabellen nedan sammanfattar formningsresultatet för trycksvarvning av en rund burk med diameter 145 mm. Material Varvtal maxhöjd, antal slätdrag Plåttjocklek radie/mitt [mm] Maxhöjd burk [mm] Docol mm 400, 2 0,35/0,4 74 Docol mm 400, 2 och 4 0,6/0,5 60/79 Docol mm 400, 2 0,8/0,7 33 HyTens X 1,2 mm 400, Max 3 0,55/0,6 70 HyTens X 1,5 mm 440, 2 0,55/0,6 87 LDX 2,5 mm 400, 2 och 4 0,7/0,6 130 Figur 6 Martensitbildning i det instabila rostfria materialet HyTens X. X- axeln i diagrammet visar relativt avstånd till burkens takradie, och Y- axeln visar värde på Exactomätaren, som ger höga värden vid låg andel magnetisk fas (martensit). Ett Exactovärde på 400 motsvarar cirka MPa i brottgräns i dessa plåttjocklekar. Många slätdrag ger hög värmeutveckling som hindrar transformation till martensit.

9 Sida 8 (9) Slutsatser Resultatet från dessa körningar visar att det finns potential att använda trycksvarvning som formningsmetod om man behöver tillverka höghållfasta rotationssymmetriska detaljer i låg seriestorlek. 145 mm burkar med upp till 76 mm höjd kunde formas i 1 mm Docol 800 DP, med upp till 50 % plåtförtunning i sidorna. För material med brottgräns över 900 MPa uppstod problem med processtabilitet för den formade geometrin, och det gick inte att forma burkar med hög vägghöjd. Rostfria HyTens X material kunde genom deformationshårdnande formas till hög hållfasthet i väggen. Detta gällde inte om många förtunnande slätdrag användes, så att värme uppstod som hindrade martensitbildningen. LDX2101 i 2,5 mm kunde formas till höga burkar, dels pga tillräckligt hög formbarhet, dels pga den större mängden material i plåten som gick att förtunna till höga väggar. Formriktigheten för de formade burkarna var relativt god. Metoden ger burkar utan återfjädring, men en viss orolighet noterades i väggarna hos några material.

10 Sida 9 (9) Deltagare i delaktiviteten Stort tack till alla för ett gott samarbete! Jan Engström Hermanders AB (VD) Anders Nyman, Hermanders AB Fredrik Gunnarsson, Hermanders AB Örjan Olsson, Hermanders AB Herman Gevert, Hermanders AB Mats Karlsson, Outokumpu Stainless Automotive Boel Wadman, Swerea IVF

Relevanta dokument

Delrapport 10 Kantbockning

Delrapport 10 Kantbockning Lars-Olof Ingemarsson, IVF Industriforskning och utveckling AB 2002-09-10 ACCRA Teknik AB AK-Konsult Amada/Promecam AB AvestaPolarit AB Bendiro AB Chalmers Tekniska Högskola