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Apr 11, 2024

板金曲げ加工時のエッジ割れを防止

図 1. 切断エッジ近くの曲げの外側半径の亀裂は、切断の熱影響部 (HAZ) からの硬度の変化が原因である可能性があります。 材料特性の変動が寄与している可能性があります

図 1. 切断エッジ近くの曲げの外側半径の亀裂は、切断の熱影響部 (HAZ) からの硬度の変化が原因である可能性があります。 材料特性の変動が要因である可能性があります。

質問: いくつかの異なる厚さ 0.25 インチの A36 部品が、曲げた後にエッジで亀裂が生じています (図 1 を参照)。 これまでにも同じ部品を何度も曲げてきましたが、最近まで問題はありませんでした。 外側の曲げ角度の範囲は 75 ～ 90 度で、指定された内側の曲げ半径は 0.25 インチです。 V ダイと半径 0.236 インチのパンチ。

鋭角に曲げているわけではなく、材料の木目に沿って曲げても、それに反して曲げても亀裂が発生するようですが、木目に沿って曲げると部品の亀裂がさらに悪化するようでした。 結晶方位に関係なく亀裂が発生しなかった部品の他のバッチもあったため、これだけでは亀裂の問題を説明できないようです。 私たちは、亀裂が入ったすべての部品が同じシートから剥がれたかどうかを特定するために、プロセスを遡っています。 また、レーザーネストをチェックすることで木目の方向も検証しています。

可能性の 1 つは、ひび割れた部品が C-1010 のような間違った材料から誤って切り取られた可能性です。 ただし、C-1010 は硬度が低いため、実際には A36 よりも割れにくいと思います。 また、どちらも軟鋼なので、2インチ以上曲げても割れることはないと思います。 死ぬ。

このような亀裂の原因について何らかの洞察が得られることを期待していました。 硬度は曲げ性にどのように影響しますか? このような形で部品に亀裂が生じる原因となる他の要因の変化は何でしょうか? 亀裂はすべて部品のエッジから発生したものであるため、レーザー切断条件の変化によりエッジの硬度が変化し、このような現象が発生した可能性はありますか?

回答: 鋼の硬度は、破損せずに曲げる能力に大きく影響します。 硬化または焼き戻しされた材料などの高硬度の鋼は、柔らかい鋼よりも脆く延性が低いため、亀裂や破損を伴わずに曲げるのがより困難になります。 そして、そうです。金属板やプレートをレーザーまたはプラズマで切断すると、切断点の熱影響部 (HAZ) で材料が硬化します (図 2 を参照)。 金属の厚さと種類によっては、そのゾーンが材料の奥深くまで広がる可能性があります (図 3 を参照)。

そしてその通りです。硬化した領域は材料の他の部分よりも脆く、延性が低い可能性があるため、エッジの硬化は材料の成形または機械加工の能力に実際に影響を与える可能性があります。 特にレーザー出力と切断速度が HAZ を最小限に抑えるために最適化されていない場合、エッジ割れが実際に発生する可能性があります。 より柔らかいエッジが必要な場合は、材料特性を復元するために追加の処理または熱処理を実行する必要がある場合があります。

鋼を曲げるとき、材料の外側の粒子には張力がかかり、内側の粒子には圧縮がかかります。 より硬い鋼はこれらの応力下で変形しにくくなり、材料が外側の結晶粒に沿って破損する可能性があります。 対照的に、柔らかい鋼は展性が高く、応力下でよりよく変形できるため、材料を破損することなく曲げることができます。

シートの厚さも曲げ能力に影響します。 鋼が厚いと曲げるのにより多くの力が必要となり、特にすでに硬化または焼き戻しされている場合、材料に亀裂や破損が発生する可能性が高くなります。

鋼を扱う場合は、壊れずに曲げられるかどうかを判断する際に、その硬さと厚さを考慮してください。 柔らかく展性の高い金属は加工が容易ですが、硬い金属は損傷を避けるためにより慎重な取り扱いが必要になる場合があります。

標準化団体は、A36 鋼の硬度範囲を明確に定義していません。 それにもかかわらず、一般に、ブリネル硬度 (押し込みに対する材料の耐性の尺度) の範囲は 119 ～ 159 であることが知られています。 A36 鋼の硬度は、使用される特定の熱処理や材料の厚さなどの要因によって異なります。 、製造中に使用される可能性のある溶接または加熱プロセスの温度と継続時間も含まれます。