Kovinska matrica za globoko vlečenje, matrica za globoko vlečenje glave

Preostala napetost je glavni intrinzični dejavnik, ki omejuje strukturno stabilnost, natančnost oblikovanja in življenjsko dobo matric za vtiskovanje. Na podlagi znanstvene konstrukcijske logike je mogoče nastajanje preostale napetosti zatreti, razpršiti in se ji izogniti pri njenem izvoru. Nadzor preostale napetosti zahteva usklajeno upravljanje v treh dimenzijah: strukturna postavitev, izbira materiala in tehnologija obdelave, ki tvori sistematičen načrt izogibanja.

Jedro načrtovanja strukture matrice je v uravnoteženju prenosa obremenitve in preprečevanju lokaliziranega kopičenja napetosti. Strukturna zasnova se mora izogibati ostrim vogalom, pravim kotom in nenadnim spremembam prečnega -prereza, pri čemer mora sprejeti razporeditev z gladkimi prehodi in enakomerno debelino stene enake trdnosti, da oslabi učinke koncentracije napetosti in prepreči deformacijo, upogibanje ali celo razpoke zaradi neravnovesja napetosti med toplotno obdelavo, poskusnim oblikovanjem in množično proizvodnjo.

Izbira materiala se mora ujemati z mehanskimi in toplotnimi lastnostmi pogojev delovanja matrice, pri čemer je treba dati prednost jeklu za matrice z enotno metalografsko strukturo ter visoko žilavostjo in kaljivostjo. Boljša ko je inherentna strukturna stabilnost materiala, nižji je začetek in kopičenje notranje napetosti med rezanjem in kaljenjem, kar zmanjšuje osnovo za nastajanje preostale napetosti iz samega materiala.

Tehnologija obdelave je ključni vidik nadzora preostale napetosti, zato je treba proces obdelave in režim toplotne obdelave optimizirati hkrati. Razumna razporeditev korakov grobe in končne obdelave, skupaj s-postopki za lajšanje napetosti, kot sta žarjenje in staranje, lahko učinkovito odpravi napetost pri strojnem utrjevanju. Uporaba gradientnega hlajenja in metod segmentiranega hlajenja lahko zmanjša temperaturni gradient znotraj telesa kalupa, s čimer se izognete preostali toplotni napetosti, ki jo povzročajo temperaturne razlike.

Če povzamemo, z optimizacijo strukturne konfiguracije, ustreznim izborom materiala in usklajenim nadzorom procesov strojne in toplotne obdelave se je mogoče sistematično izogniti tveganjem preostale napetosti v konstrukcijski zasnovi kalupa, stabilizirati dimenzijsko natančnost kalupa in podaljšati celotno življenjsko dobo.