Máy tạo hình cán nguội, là thiết bị chính để biến đổi các tấm kim loại thành-các biên dạng có độ chính xác cao ở nhiệt độ phòng, phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu được sử dụng để mang lại hiệu suất kết cấu và độ ổn định khi vận hành. Các bộ phận khác nhau chịu tải trọng, ma sát, tăng nhiệt độ và ảnh hưởng môi trường khác nhau trong quá trình vận hành; do đó, vật liệu thích hợp phải phù hợp với yêu cầu chức năng để đạt được sự cân bằng về độ bền cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn. Việc lựa chọn khoa học các vật liệu chính cho máy tạo hình cán nguội là nền tảng để đảm bảo-hoạt động đáng tin cậy lâu dài và có ý nghĩa quyết định để cải thiện độ chính xác khi tạo hình biên dạng và hiệu quả sản xuất.
Khung và bệ là các bộ phận chịu tải chính-của máy tạo hình cán nguội và phải có độ cứng, khả năng chống rung và ổn định kích thước tuyệt vời. Thép kết cấu cacbon chất lượng cao-hoặc thép cường độ cao-hợp kim thấp{4}}, chẳng hạn như Q235B và Q345B, thường được sử dụng. Sau khi hàn hoặc đúc nguyên khối, chúng trải qua quá trình xử lý lão hóa và gia công chính xác để loại bỏ ứng suất bên trong và giảm nguy cơ biến dạng. Đối với thiết bị có độ chính xác cao hoặc quy mô lớn, thép kết cấu hợp kim tôi luyện cũng được chọn để tăng cường độ bền mỏi và khả năng chống va đập, đảm bảo độ chính xác hình học nhất quán trong quá trình hoạt động liên tục trong thời gian dài.
Con lăn định hình là thành phần cốt lõi ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác đường viền và chất lượng bề mặt của biên dạng, đòi hỏi sự cân bằng giữa độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và độ bền nhất định. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm thép chịu lực crom cacbon-cao (chẳng hạn như GCr15), thép tốc độ cao-(W18Cr4V) hoặc thép hợp kim biến tính-bề mặt. Để nâng cao hơn nữa đặc tính chống mài mòn và chống{8}}bám dính, con lăn tạo hình thường trải qua các phương pháp xử lý làm cứng bề mặt, thấm cacbon hoặc thấm nitơ để tạo thành một lớp cứng, chống mài mòn-trong khi vẫn duy trì độ dẻo dai của lõi để ngăn ngừa hiện tượng gãy giòn dưới tác động mạnh. Đối với các con lăn gia công các vật liệu đặc biệt như thép không gỉ và hợp kim nhôm, lớp phủ hợp kim cứng hoặc gốm cũng được sử dụng để giảm độ bám dính của vật liệu và nguy cơ hư hỏng bề mặt con lăn.
Các thành phần của hệ thống truyền động như trục chính, bánh răng, vòng bi và khớp nối chủ yếu chịu tải trọng tuần hoàn và ma sát, đòi hỏi độ bền mỏi cao và khả năng chống mài mòn tốt. Trục xoay và bánh răng hầu hết được làm bằng thép tôi-hợp kim chất lượng cao (chẳng hạn như 40Cr và 20CrMnTi) và bề mặt được làm cứng để cải thiện độ bền mỏi tiếp xúc và khả năng chống mài mòn. Vòng bi sử dụng vòng bi kết hợp bằng gốm hoặc thép crom cacbon-cao để đảm bảo độ ma sát thấp và tuổi thọ lâu dài khi vận hành liên tục ở tốc độ-cao. Các khớp nối được làm bằng-thép rèn hoặc sắt dẻo có độ bền cao, tùy thuộc vào yêu cầu về mô-men xoắn và căn chỉnh, độ bền cân bằng và độ cứng xoắn.
Các thiết bị dẫn hướng và định vị đảm bảo dải và biên dạng di chuyển theo quỹ đạo xác định trước trong quá trình tạo hình, đòi hỏi độ ổn định kích thước tốt và khả năng chống mài mòn. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm thép cacbon-trung bình hoặc thép kết cấu hợp kim, được tôi luyện và sau đó được làm cứng bề mặt-bằng cách làm nguội tần số-cao để cải thiện khả năng chống mài mòn và chống biến dạng. Đối với các bộ phận dẫn hướng-có độ chính xác cao, cũng có thể sử dụng hợp kim nhôm hoặc gang cứng-, sử dụng hệ số giãn nở nhiệt thấp để duy trì độ ổn định về kích thước.
Dụng cụ cắt và đầu cặp dụng cụ trong cơ cấu cắt phải chịu-tần suất va đập và mài mòn cao, đòi hỏi thép công cụ có độ cứng-, chống va đập-cao (chẳng hạn như Cr12MoV và SKD11) và xử lý nhiệt chân không để đảm bảo độ bền và lưỡi cắt sắc bén. Giá đỡ dụng cụ được chế tạo từ thép kết cấu hàn hoặc đúc, được gia cố bằng các gân để hấp thụ tải trọng va đập và duy trì độ chính xác định vị.
Các bộ phận phụ trợ như vỏ bảo vệ, bàn vận hành và đầu nối, tuy không tham gia trực tiếp vào quá trình tạo hình nhưng có những lựa chọn vật liệu có tác động đáng kể đến độ an toàn và tuổi thọ của thiết bị. Vỏ bảo vệ thường được làm bằng thép-cán nguội hoặc hợp kim nhôm, được phủ một lớp sơn chống-ăn mòn để chống rỉ sét. Bề mặt bàn mổ được làm bằng thép có hoa văn hoặc tấm nhựa kỹ thuật chống trượt, chống mài mòn. Bu lông, đai ốc và các ốc vít khác thường được làm bằng-thép không gỉ cường độ cao hoặc thép cacbon mạ kẽm để tránh bị lỏng và ăn mòn.
Trong các điều kiện vận hành đặc biệt, chẳng hạn như xử lý vật liệu có tính ăn mòn cao hoặc hoạt động trong môi trường ẩm ướt, các bộ phận tiếp xúc và những bộ phận dễ tiếp xúc với môi trường phải được làm bằng vật liệu-chống ăn mòn, chẳng hạn như thép không gỉ 304 hoặc 316 hoặc cấu trúc hỗn hợp có lớp phủ chống-ăn mòn, để kéo dài tuổi thọ sử dụng và giảm tần suất bảo trì.
Nhìn chung, việc lựa chọn vật liệu chính cho máy tạo hình cán nguội tuân theo nguyên tắc "chức năng là trên hết, hiệu suất phù hợp và tính khả thi của quy trình". Thông qua sự kết hợp vật liệu hợp lý và quy trình xử lý nhiệt, các thành phần khác nhau bổ sung cho nhau về độ bền, độ cứng, khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và độ ổn định kích thước, do đó cung cấp nền tảng vật liệu vững chắc cho việc tạo hình chính xác, vận hành liên tục hiệu quả và vận hành an toàn và đáng tin cậy của thiết bị. Việc tối ưu hóa hệ thống vật liệu này không chỉ cải thiện hiệu suất tổng thể của máy mà còn cung cấp hỗ trợ kỹ thuật có thể mở rộng để xử lý biên dạng trong các ngành khác nhau.