Zatarcie matrycy (galling): dlaczego powstaje i jak zapobiegają mu stal narzędziowa, powłoka i smarowanie

Zatarcie występuje, gdy tarcie i nacisk między powierzchnią matrycy a materiałem przedmiotu powodują, że drobne cząstki materiału przywierają do matrycy i narastają na niej, zamiast czysto się po niej ślizgać. Gdy zatarcie się zacznie, narosły materiał rysuje zarówno powierzchnię matrycy, jak i kolejne części, przez co jest to problem postępujący, który się nasila, a nie pozostaje stały.

Niektóre kombinacje materiałów są z natury bardziej podatne na zatarcie

Zarówno stal nierdzewna, jak i aluminium są bardziej skłonne do powodowania zatarcia niż stal miękka, ze względu na sposób, w jaki ich powierzchniowe warstwy tlenkowe i właściwości materiałowe oddziałują ze stalą narzędziową pod naciskiem. To jeden z powodów, dla których matryce przeznaczone do stali nierdzewnej lub aluminium często określają inny gatunek stali narzędziowej lub obróbkę powierzchni niż matryca do miękkiej stali węglowej, nawet przy podobnej geometrii części.

Wykończenie powierzchni matrycy i powłoka to podstawowe środki zapobiegawcze

Wysoko polerowana powierzchnia matrycy zmniejsza mikroskopijne nierówności powierzchni, które inicjują transfer adhezyjny, a twarde powłoki (takie jak powłoki PVD, np. azotek tytanu lub powłoki typu DLC) tworzą warstwę barierową o niższym powinowactwie do materiału przedmiotu — oba te środki istotnie zmniejszają skłonność do zatarcia w porównaniu z gołą stalą narzędziową o umiarkowanym wykończeniu.

Dobór smarowania musi pasować zarówno do materiału, jak i do powłoki

Właściwy smar do tłoczenia zmniejsza bezpośredni kontakt metal–metal i odprowadza ciepło tarcia, ale jego wybór musi być zgodny z każdą powłoką na matrycy (niektóre powłoki działają lepiej lub gorzej z określoną chemią smarów) oraz z późniejszymi wymaganiami czyszczenia lub spawania części. Nasz przewodnik po doborze smarów do tłoczenia opisuje, jak taki wybór zwykle się dokonuje.

Gdy zatarcie już się zacznie, zwykle potrzebna jest konserwacja matrycy, a nie samo poprawienie smarowania

Ponieważ zatarcie pozostawia narosły materiał na powierzchni matrycy, wznowienie czystej produkcji po jego wystąpieniu zwykle wymaga zatrzymania w celu oczyszczenia, ponownego wypolerowania lub ponownego pokrycia dotkniętej powierzchni matrycy — dodawanie smaru na już zatartą powierzchnię leczy objaw, nie usuwając narosłego materiału, który go powoduje.