Trend rozwojowy w zakresie odpornych na zużycie płyt samochodowych w ostatnich latach
W ostatnich latach jako producent samochodów stawiane są wymagania dotyczące obniżenia kosztów części, lekkości i dużej wytrzymałości. W szczególności, aby uzyskać konkurencyjną przewagę cenową nad producentami samochodów z krajów wschodzących, zagraniczni producenci samochodów muszą minimalizować koszty i produkować samochody konkurencyjne na poziomie lokalnym. Jednocześnie, aby uporać się z problemami środowiskowymi, należy zmniejszyć emisję CO2, a aby zmniejszyć zużycie paliwa, należy maksymalnie zmniejszyć masę samochodu.
Obniżenie kosztów części obejmuje oczywiście również zmniejszenie kosztów płyt odpornych na zużycie. W kosztach produkcji płyt odpornych na zużycie główną część stanowi koszt kęsów, dlatego najskuteczniejszym sposobem jest obniżenie kosztu samego materiału. Aby obniżyć koszty dostaw materiałów, japońscy producenci samochodów badają wykorzystanie tanich materiałów zagranicznych. Ponieważ jednak niektóre wymagania jakościowe, takie jak czystość drutu do produkcji płyt odpornych na zużycie, są wyższe niż wymagania dotyczące blachy lub pręta, nie mogą one w pełni spełniać wymagań jakościowych japońskiego przemysłu samochodowego, dlatego jest niewielu producentów samochodów które obecnie wykorzystują stal zagraniczną.
Z drugiej strony, jeśli chodzi o lekkość, różni producenci samochodów przeprowadzili różne badania. Aby spełnić powyższe wymagania użytkowników, producenci płyt odpornych na zużycie przeprowadzili również różne badania, aby płyta odporna na zużycie była lekka. Aby uczynić płytę ścieralną lekką, niektórzy stosują metale lekkie, takie jak aluminium lub tytan, a inni zmniejszają rozmiar płyty ścieralnej. Pod tymi różnymi względami, chociaż aluminium jest znacznie lżejsze od żelaza, ma niższą wytrzymałość. Chociaż tytan jest lżejszy od żelaza i ma taką samą wytrzymałość jak żelazo, nie jest łatwy w obróbce, a koszt materiału jest dość wysoki. Z powyższych powodów istnieje niewiele przykładów skutecznych, lekkich i odpornych na zużycie płyt do samochodów.
Chociaż zmniejszenie rozmiaru płyty odpornej na zużycie może zmniejszyć ciężar, jeśli rozmiar płyty odpornej na zużycie zostanie zmniejszony przy tym samym poziomie wytrzymałości, siła mocowania płyty odpornej na zużycie zmniejszy się z powodu zmniejszenia pęknięcia obszar płyty odpornej na zużycie. Dlatego też, aby zapewnić ten sam stopień wytrzymałości i zmniejszyć rozmiar płyty ścieralnej, należy zwiększyć jej wytrzymałość.
W obecnych normach publicznych, takich jak JIS i normach producentów samochodów, przewidziano jedynie płyty odporne na zużycie o klasie wytrzymałości poniżej 12,9. Gdy wytrzymałość zwykłej hartowanej blachy ściernej przekracza 12,9, charakterystyka opóźnionego pękania nagle się pogorszy. W niektórych miejscach, gdzie zastosowano blachę ścieralną o wysokiej wytrzymałości 10,9 lub 12,9, jeśli chcesz uzyskać lekkość poprzez zmniejszenie rozmiaru, musisz użyć blachy ścieralnej o wytrzymałości większej niż 12,9 i zastosować jakąś metodę poprawy opóźnionego złamania cechy.
Aby osiągnąć wysoką wytrzymałość, niektóre hartowane blachy ścieralne poprawiają charakterystykę opóźnionego pękania poprzez dodanie pierwiastków stopowych. Chociaż dodatek pierwiastków stopowych może nieco poprawić charakterystykę opóźnionego pękania, ze względu na wysoką cenę pierwiastków stopowych wzrost kosztów jest nieunikniony.
Innym środkiem jest użycie niehartowanych blach ścieralnych. Niehartowana płyta ścieralna nie wymaga odpuszczania (obróbki cieplnej) po uformowaniu, głównie poprzez utwardzanie materiału w celu zapewnienia wytrzymałości. Konstrukcja metalowa niehartowanej płyty odpornej na zużycie różni się całkowicie od konstrukcji hartowanej płyty odpornej na zużycie, która ma dużą odporność na opóźnione pękanie. W niehartowanej płycie odpornej na zużycie zastosowano materiał o wyższej zawartości węgla niż w hartowanej płycie odpornej na zużycie. Dzięki kontrolowanemu chłodzeniu i obróbce cieplnej na etapie kęsa można uzyskać duży skurcz przekroju. Po utwardzeniu przez zgniot poprzez ciągnienie drutu, dalsze utwardzanie przez zgniot na etapie formowania płyty odpornej na zużycie może zapewnić wytrzymałość płyty odpornej na zużycie. Chociaż zwykła płyta odporna na zużycie nie jest odpuszczana po uformowaniu, aby wyeliminować naprężenia wewnątrz płyty odpornej na zużycie w wyniku kucia na zimno, należy ją oksydować. Wadą jest to, że twardość materiału jest wyższa niż w przypadku materiału hartowanego i bardzo trudno go formować.
Obecnie wytrzymałość niehartowanej blachy ścieralnej silnika wynosi 1600 MPa, a wytrzymałość niehartowanej blachy ścieralnej nadwozia osiągnęła 1400 MPa. Można się spodziewać, że w przyszłości zapotrzebowanie na tak wytrzymałe i odporne na zużycie płyty będzie nadal rosło.
