1. Waar barsten koud-gewalste rollen het meest? Waarom?
De meest voorkomende scheurplekken zijn geconcentreerd in het flensgebied, de zijwanden (vooral nabij de ponsafronding) en het overgangsgebied van de onderste afronding. Dit komt omdat:
Flensgebied: Tijdens het dieptrekken wordt er aanzienlijke tangentiële drukspanning en radiale trekspanning uitgeoefend. Als de plasticiteit van het materiaal onvoldoende is of de plaatdikteafwijking groot is, kunnen randscheuren ontstaan.
Zijwand- en ponsfiletgebied: Dit is het gebied met de ernstigste vervorming. Het materiaal moet bestand zijn tegen zowel buiging als spanning. Als de rek- of lokale vervormingsprestaties van het materiaal slecht zijn, is de kans groot dat hier scheuren optreden.
Onderfilet: Hier komt het materiaal in contact met de stempel, wat resulteert in hoge wrijving en de meest ernstige verdunning. Als de materiaalsterkte onvoldoende is of de smering slecht is, is de kans groot dat er scheuren in de bodem optreden.
2. Waarom ontstaan er vaak scheuren in de zijwanden van gestempelde onderdelen, en waarom zijn de scheurrichtingen soms longitudinaal?
Onvoldoende buiging: Als de straal van de matrijsafronding te klein is, zal het materiaal ernstige buigingen en rek ervaren terwijl het door de afronding stroomt, wat leidt tot overmatige tangentiële spanning op het buitenoppervlak, waardoor de grenzen van het materiaal worden overschreden en scheuren worden veroorzaakt.
Materiaalanisotropie: Tijdens het walsproces ontwikkelen koudgewalste rollen een textuur, wat resulteert in verschillende mechanische eigenschappen in verschillende richtingen binnen het plaatvlak. Wanneer de stempelrichting niet overeenkomt met de walsrichting, heeft de richting met de lagere plastische rekverhouding (r--waarde) een slecht vervormingsvermogen en is deze gevoelig voor longitudinale scheuren in de zijwanden.
Prestatieverschillen tussen het begin en het einde van koude-gewalste rollen: als het gestempelde onderdeel afkomstig is van het begin en het einde van de koud-gewalste spoel waar de prestaties fluctueren, is de plasticiteit ervan slecht, waardoor het gevoeliger is voor defecten in de zijwandgebieden waar de vervorming geconcentreerd is.
3.Is de locatie van de scheur rechtstreeks gerelateerd aan de prestatieschommelingen van de koud-gewalste spoel zelf (zoals verschillen tussen het begin en het einde)?
Inhomogene eigenschappen leiden tot spanningsconcentratie: tijdens het stempelen vervormen de secties met hoge{0}}sterkte en lage- plasticiteit (meestal het begin en einde) en de middensectie met lage-sterkte en hoge- plasticiteit op ongecoördineerde manieren. De slecht plastische secties kunnen niet tegelijkertijd vervormen en zullen als eerste hun limiet bereiken en het startpunt worden voor scheuren.
De invloed van de keuze van het positioneringspunt: Als er op een vaste locatie scheuren optreden, kan de oorspronkelijke positie van het gestempelde onderdeel op de koud-gewalste rol worden getraceerd. Als deze locatie precies overeenkomt met een abnormaal deel van de spoeltemperatuur van de warm{2}}gewalste grondstof of een deel met fluctuerende koude-walsspanning, kan worden vastgesteld dat de inhomogene eigenschappen van de grondstof hebben geleid tot een plaatselijke verslechtering van de vervormbaarheid.
4. Hoe kunnen we uit de locatie en vorm van scheuren afleiden of het probleem bij de grondstoffen of bij het stempelproces ligt?
Scheurmorfologie:
Problemen met grondstoffen: Scheuren zijn doorgaans onregelmatig of gekarteld, met een relatief vlak breukoppervlak, en gaan vaak gepaard met onbeduidende insnoering (kenmerken van brosse breuk). Op meerdere gestempelde onderdelen van dezelfde spoel is de scheurlocatie mogelijk niet gefixeerd, maar deze verschijnt altijd bij de overeenkomstige kop- en staartsecties met slechtere prestaties.
Procesproblemen: Scheuren zijn meestal regelmatig en openen in een vaste richting (bijvoorbeeld in een hoek van 45°), met duidelijke vernauwing aan het breukoppervlak (ductiele breuk). De scheurlocatie is zeer consistent, zoals altijd op dezelfde afgeronde hoek of op dezelfde zijwandlocatie.
Locatiedistributie:
Als op dezelfde stalen rol de scheursnelheid van de met de kop gestempelde delen veel hoger is dan die van het midden, of als de scheurlocaties geconcentreerd zijn aan het begin en het einde van de invoerrichting, kan in het algemeen worden vastgesteld dat dit te wijten is aan het prestatieverschil tussen de kop en de staart van de koud-gewalste rol.
Als de scheurlocatie sterk samenvalt met een bepaald slijtagepunt of een ongelijkmatig krachtgebied van de blancohouder in de matrijs, is dit meestal een proces- of matrijsprobleem.
5.Wat zijn de stappen voor probleemoplossing voor het analyseren van de locatie van scheuren in koud-gewalst rolstempels?
**Locatiebemonstering:** Noteer eerst de specifieke locatie van het gescheurde onderdeel in de stempelrichting (bijv. afstand vanaf de rand van de knuppel, bij welke afrondingsradius). Traceer vervolgens de oorspronkelijke positie van de knuppel op de koud-gewalste spoel (kop, midden of staart).
**Prestatieher-testen:** Neem monsters dichtbij het gescheurde onderdeel en uit normale gebieden ver van de scheur voor mechanische eigenschappen (vloeisterkte, treksterkte, rek) en metallografische analyse. Als de rek van het gescheurde gebied aanzienlijk kleiner is of als de microstructuur abnormaal is (bijvoorbeeld grove en ongelijkmatige korrels), duidt dit op een probleem met de grondstof.
**Diktevergelijking:** Meet de mate van diktevermindering van het gescheurde gebied. Als de verdunningssnelheid de toegestane limiet van het materiaal ver overschrijdt en ongelijk verdeeld is, kan dit duiden op overmatige verdunning als gevolg van slechte lokale materiaaleigenschappen.
**Fractuuranalyse:** Observeer het breukoppervlak met behulp van een scanning-elektronenmicroscoop om te bepalen of het gaat om een dimpelbreuk (ductiele breuk, vaak als gevolg van productieprocessen) of om een splijting of intergranulaire breuk (brosse breuk, vaak als gevolg van materiaaldefecten).
Probleemoplossing bij processen: Controleer tegelijkertijd of de matrijsspeling, de kracht van de planohouder en de smeringsomstandigheden consistent zijn. Na het elimineren van procesfluctuatiefactoren, identificeer vervolgens de verantwoordelijkheid voor de verschillen tussen het begin en het einde van de grondstoffen.