Úvod do metod teplého tváření: přímé a nepřímé metody

Obecně o teplém tváření

Teplé tváření materiálů, jako je ocel, probíhá nad austenitizační teplotou, což je kritický práh, při kterém dojde k úplné rekristalizaci plechu. Tato teplota je obvykle kolem 900 °C. V tomto procesu prochází struktura materiálu významnými změnami: tvrdost klesá, zatímco tvárnost výrazně roste. Odpor materiálu proti teplému tváření však nezávisí výhradně na teplotě. Dalšími rozhodujícími faktory jsou rychlost tváření, celková struktura materiálu a použité legující prvky.

Obecnou výhodou teplého tváření je minimální pružnost zpět a nízké tvářecí síly, které umožňují malé vnitřní napětí a tím i výrobu extrémně složitých součástí. Potenciální nevýhodou je však tvorba výkalu na neošetřených ocelích, která vzniká reakcí kyslíku s železem.

Přímé teplé tváření

Přímé teplé tváření je preferovanou metodou v mnoha automobilových lisovnách pro výrobu ocelových dílů. V tomto procesu je plech nejprve předehřát v peci, například v průběžné peci, na austenitizační teplotu. Poté je přímo a s minimalizací přenosového času formován v lisovacím nástroji. Prvním krokem v nástroji pro teplé tváření je formování plechu. Následuje krátké udržení v matrici, která plech ochladí. Po tomto kroku je plech vyjmut z nástroje, přičemž je úplně ztvrdlý a stabilní. Přímé teplé tváření neumožňuje zinkovou povrchovou úpravu a také vyžaduje laserové řezání dílu po tváření.

Nepřímé teplé tváření

Nepřímé teplé tváření není v automobilovém průmyslu tak často používáno jako přímá metoda. Na rozdíl od přímé metody zahrnuje nepřímé teplé tváření použití mezičlánků k předtvarování plechu do požadovaného tvaru před zahřátím. Tento první krok se nazývá primární tváření. Až poté je materiál zahřát a poté formován a ochlazen stejně jako při přímém teplém tváření. Mezikrok primárního tváření umožňuje vyšší stupně tváření s menším zkroucením dílu, proto se nepřímé teplé tváření často používá, když jde o výrobu extrémně složitých a přesných dílů. Výhody nepřímé metody zahrnují konečný řez před kalením a možnost plného pozinkování materiálu. Oproti tomu stojí vyšší výrobní náklady a delší cykly kvůli dodatečnému kroku tváření.

Závěr

Přímé a nepřímé teplé tváření jsou dvě důležité metody ve zpracování kovů. Každá metoda má své výhody a oblasti použití. Volba mezi přímým a nepřímým teplým tvářením závisí na různých faktorech, jako je složitost požadovaného tvaru, mechanické vlastnosti kovu a ekonomické aspekty výroby. Inženýři a výrobci činí svá rozhodnutí na základě těchto faktorů, aby dosáhli nejlepších výsledků a splnili požadavky svých specifických aplikací. Teplé tváření celkově umožňuje výrobu vysoce kvalitních dílů a hraje klíčovou roli v mnoha průmyslových odvětvích.