Na základě provedené analýzy pěchovacího procesu a provedené počítačové simulace lze potvrdit, že použití odporového ohřevu pro pěchování je technologicky velmi náročné. Vzhledem k tvářecím podmínkám při pěchování nutně dochází k nadměrnému opotřebení styčné plochy na opěrné destičce, což způsobuje malou životnost této součásti.
Základní problém spočívá v tváření velmi podobných materiálů ventilu a opěrné destičky, které mají přibližně stejné mechanické vlastnosti při ohřevu na tvářecí teplotu. Vzhledem k nízké životnosti opěrné destičky je nutno hledat kvalitnější materiál, který bude mít větší pevnost za tepla a bude lépe snášet enormní namáhání v místě styku s polotovarem.
Pro řešení tohoto problému je třeba brát v úvahu všechny působící faktory, z nichž hlavní spolu s doporučeným řešením uvádíme.
Materiál opěrné destičky
Opěrná destička je při pěchování zatěžována mechanicky tlakem a současně přes ni prochází proud. Polotovar se ohřeje na tvářecí teplotu, ale v místě jeho styku s destičkou se ohřeje i destička na kovací teplotu. Je proto nutno volit takový materiál destičky, aby měl větší pevnost za tepla než materiál polotovaru, ale aby si zachoval stále stejnou elektrickou vodivost.
Doporučené řešení:
Protože nelze jednoznačně prohlásit, který materiál bude nejvhodnější, bylo doporučeno postupně odzkoušet následující tři materiály:
materiál na bázi wolframu G17B, který obsahuje 92,5 % W, 3,75 % Fe a 3,75 % Ni;materiál dle označení EURO normy NiCr20TiAl č. 2.4952, obchodní označení NIMONIC 80 A;
z nástrojových ocelí bylo doporučeno vyzkoušet rychlořeznou ocel ČSN 19 830.Kvalitní dosedací plocha polotovaru
Velmi důležitá je dosedací plocha polotovaru na opěrnou destičku, protože přes tuto plochu prochází elektrický proud. Při nedokonalém styku dochází k jiskření a ke vzniku elektrického oblouku a tím i ke vzniku elektroeroze. Důležitá je i velikost kontaktní plochy. Čím je menší, tím vzniká větší hustota elektrického proudu, což rovněž může zvyšovat opotřebení.
Doporučené řešení:
Pro zajištění kvalitní dosedací plochy polotovaru na opěrnou destičku je nutno zajistit kolmé čelo polotovaru a sražení hrany co nejmenší a pokud možno hladké, aby nedocházelo ke vzniku elektrického výboje a tím ke vzniku procesu elektroeroze.
Směr vláken vzhledem k polotovaru
Při použití válcovaných tyčí pro výrobu opěrných destiček není vhodné jako funkční plochu používat tu část destičky, kde vlákna materiálu jsou sousměrná s osou tvářeného polotovaru. V takovém případě nejsou vlákna vhodným způsobem zatěžována a dochází k nadměrnému opotřebení destiček.
Doporučené řešení:
Protože u válcovaných polotovarů vzniká anizotropie, tj. vzniká textura ve směru válcování a tím rozdílné mechanické vlastnosti ve směru osy a ve směru kolmo k ose, měl by být pro výrobu opěrných destiček používán všestranně prokovaný materiál se stupněm prokování cca 50 %, při použití válcovaných materiálů by pak destička měla být alespoň zatěžována kolmo na směr vláken. Při tomto způsobu zatěžování má materiál větší životnost, protože vlákna materiálu nejsou přerušena.
Optimální velikost proudu
Pro dobrý průběh operace pěchování je nutno volit optimální velikost procházejícího proudu tak, aby došlo k odpovídajícímu ohřevu polotovaru a přitom nebyl materiál zbytečně ohříván na vyšší teploty, což rovněž nepříznivě ovlivní opotřebení destiček.
Mazání styčné plochy
Při pěchování dochází rovněž ke zvětšování průměru pěchované části polotovaru a tím ke zvětšování plochy vzájemného kontaktu. Dochází k relativnímu pohybu pěchované části polotovaru po opěrné destičce, čímž rovněž vzniká opotřebení. Je proto vhodné tuto styčnou plochu také mazat. Zlepší se tím průběh deformace, průměr pěchované části se zvětší a tím se současně zvětší plocha kontaktu pro průchod proudu, čímž se celkově zlepší podmínky pěchování.
Doporučené řešení:
Je třeba mazat kontaktní plochu vhodným mazivem, které však musí být elektricky vodivé a ekologické. Mazáním se ovlivní třecí podmínky v místě styku polotovaru s destičkou a přispěje to ke zvýšení životnosti.
§§§
Na základě výše uvedených doporučení došlo při použití materiálu NIMONIC 80 A až ke čtyřnásobnému zvýšení životnosti opěrné destičky.
Doc. Ing. Karel Novotný, CSc.
Ing. Miloslav Kopřiva
FSI VUT v BrněÚstav strojírenské technologie
VUT v Brně, Fakulta strojního inženýrství
novotny@fme.vutbr.cz
//kst2.fme.vutbr.cz/
www.mmspektrum.com
060111