Повна колекція методів обробки металу тиском, що ще є, крім механічної обробки?
Метод формування матеріалу є важливою частиною конструкції деталей і ключовим фактором у процесі обробки. На додаток до механічної обробки, лиття металу під тиском, формування пластику та 3D-друк, які з’явилися в останні роки, є основними технологіями. Давайте детальніше розглянемо ці методи формування металу. Характеристики ремесла.
лиття
У порожнину прес-форми заливають рідкий метал, який підходить за формою і розміром деталі, охолоджують і тверднуть для отримання заготовок або деталей. Зазвичай його називають формуванням або литтям рідкого металу.
Хід процесу: рідкий метал → заповнення → усадка затвердіння → лиття
Особливості процесу:
1. Він може виготовляти деталі довільної складної форми, особливо ті, що мають складну форму внутрішньої порожнини.
2. Сильна адаптивність, необмежена кількість типів сплавів, майже необмежений розмір виливків.
3. Джерело матеріалів є широким, відходи можна переплавити, а інвестиції в обладнання низькі.
4. Висока кількість брухту, низька якість поверхні та погані умови праці.
Класифікація лиття:
(1) Лиття в пісок (лиття в пісок)
Ливарний спосіб виготовлення виливків у піщаних формах. Виливки зі сталі, чавуну та більшості кольорових сплавів можна одержати литтям у пісок.
Потік процесу:
Технічні характеристики:
1. Підходить для виготовлення заготовок складної форми, особливо зі складними внутрішніми порожнинами;
2. Широка адаптивність і низька вартість;
3. Для деяких матеріалів з поганою пластичністю, таких як чавун, лиття в пісок є єдиним процесом формування для виготовлення його деталей або заготовок.
Застосування: блок циліндрів двигуна, головка блоку циліндрів, колінчастий вал та інші виливки автомобілів
(2) Лиття по виплавляючим моделям (лиття по виплавляючим моделям)
Зазвичай це стосується виготовлення візерунка з легкоплавкого матеріалу, покриття поверхні малюнка декількома шарами вогнетривкого матеріалу для виготовлення оболонки, а потім розплавлення малюнка та вивантаження оболонки, щоб отримати форму без роздільної поверхні , яку можна наповнювати після високотемпературного смаження. Лиття розчинів для піщаної розсипки. Часто називають "лиття за виплавленим воском".
Потік процесу:
перевага:
1. Висока точність розмірів і геометрична точність;
2. Висока шорсткість поверхні;
3. Він може відливати виливки складної форми, а ливарні сплави не обмежені.
Недоліки: складний процес і висока вартість
Застосування: підходить для виробництва невеликих деталей зі складною формою, високими вимогами до точності або важкої іншої обробки, таких як лопатки турбінних двигунів тощо.
(3) Лиття під тиском
Використовуючи високий тиск для пресування розплавленого металу в прецизійну металеву порожнину прес-форми на високій швидкості, розплавлений метал охолоджується та твердне під тиском, утворюючи виливок.
Потік процесу:
перевага:
1. Під час лиття під тиском металева рідина витримує високий тиск і швидкість потоку висока
2. Гарна якість продукції, стабільний розмір і хороша взаємозамінність;
3. Ефективність виробництва висока, і форму для лиття під тиском можна використовувати часто;
4. Він підходить для масового виробництва та має хороші економічні переваги.
недолік:
1. Виливки схильні до дрібних пор і усадки.
2. Відливки під тиском мають низьку пластичність, тому непридатні для роботи під ударним навантаженням і вібрацією;
3. Під час лиття під тиском сплавів з високою температурою плавлення термін служби форми низький, що впливає на розширення виробництва лиття під тиском.
Застосування: лиття під тиском спочатку використовувалося в автомобільній промисловості та приладобудуванні, а потім поступово поширилося на різні галузі, такі як сільськогосподарське машинобудування, верстатобудівна промисловість, електронна промисловість, оборонна промисловість, комп’ютерне, медичне обладнання, годинники, фотоапарати та повсякденне обладнання. та інші галузі.
(4) Лиття під низьким тиском (лиття під низьким тиском)
Відноситься до методу заповнення прес-форми рідким металом під нижчим тиском (0.02-0.06 МПа) і кристалізації під тиском для формування виливка.
Потік процесу:
Технічні характеристики:
1. Тиск і швидкість під час заливки можна регулювати, тому його можна застосовувати до різних ливарних форм (таких як металеві форми, піщані форми тощо), відливаючи різні сплави та виливки різних розмірів;
2. Прийнято наповнення типу нижнього впорскування, розплавлений металевий наповнювач стабільний без бризок, що дозволяє уникнути газу та ерозії стінки форми та серцевини, а також покращити кваліфіковану швидкість виливків;
3. Лиття кристалізується під тиском, структура лиття щільна, контур чіткий, поверхня гладка, а механічні властивості високі, що особливо корисно для лиття великих і тонкостінних деталей;
4. Стояк подачі виключено, а коефіцієнт використання металу збільшено до 90-98 відсотків;
5. Низька трудомісткість, хороші умови праці, просте обладнання, легка в реалізації механізація та автоматизація.
Застосування: переважно традиційні вироби (головка блоку циліндрів, маточина колеса, рама циліндра тощо).
(5) відцентрове лиття (відцентрове лиття)
Спосіб лиття, при якому розплавлений метал заливають у форму, що обертається, форму заповнюють і тверднуть під дією відцентрової сили.
Потік процесу:
перевага:
1. Майже відсутня витрата металу в розливній системі та стояку, що підвищує продуктивність процесу;
2. При виготовленні порожнистих виливків немає потреби в сердечнику, тому здатність заповнення металом може бути значно покращена при виготовленні довгих трубчастих виливків;
3. Виливок має високу щільність, менше дефектів, таких як пори і шлакові включення, і високі механічні властивості;
4. Зручно виготовляти композитні металеві виливки, такі як бочки та гільзи.
недолік:
1. Існують певні обмеження при використанні для виготовлення виливків спеціальної форми;
2. Діаметр внутрішнього отвору виливка неточний, поверхня внутрішнього отвору відносно шорстка, якість погана, а припуск на обробку великий;
3. Виливки схильні до сегрегації за питомою вагою
застосування:
Відцентрове лиття вперше було використано для виробництва литих труб. У країні та за кордоном технологія відцентрового лиття використовується в металургії, гірничодобувній промисловості, транспорті, дренажних та іригаційних машинах, авіації, національній обороні, автомобільній та інших галузях промисловості для виробництва сталі, чавуну та кольорових вуглецевих сплавів. Серед них найбільш поширеним є виробництво таких виливків, як відцентрові чавунні труби, гільзи циліндрів двигунів внутрішнього згоряння та втулки валів.
(6) Лиття металевих форм (гравітаційне лиття під тиском)
Метод формування, при якому рідкий метал заповнює металеву форму під дією сили тяжіння, охолоджується й твердне в формі для отримання виливка.
Потік процесу:
перевага:
1. Теплопровідність і теплоємність металевої форми велика, швидкість охолодження швидка, структура лиття щільна, а механічні властивості приблизно на 15 відсотків вищі, ніж у піщаного лиття.
2. Можна отримати виливки з високою точністю розмірів і низькою шорсткістю поверхні, а стабільність якості хороша.
3. Оскільки піщані сердечники не використовуються або використовуються рідко, покращується навколишнє середовище, зменшується кількість пилу та шкідливих газів, а також зменшується трудомісткість.
недолік:
1. Сама металева форма не має повітропроникності, тому необхідно вжити певних заходів для виведення повітря з порожнини та газу, що утворюється піщаним ядром;
2. Тип металу не має поступок, а лиття схильне до тріщин при затвердінні;
3. Цикл виготовлення металевої форми довший, а вартість вища. Таким чином, хороший економічний ефект може бути продемонстрований лише при масовому виробництві у великих кількостях.
застосування:
Лиття в металеві форми підходить не тільки для масового виробництва виливків із кольорових сплавів, таких як алюмінієві сплави та магнієві сплави зі складною формою, але також для виробництва металевих виливків і зливків із заліза та сталі.
(7) Вакуумне лиття під тиском (вакуумне лиття під тиском)
Це прогресивний процес лиття під тиском, який покращує механічні властивості та якість поверхні деталей для лиття під тиском шляхом усунення або значного зменшення пор і розчинених газів у деталях для лиття під тиском шляхом вилучення газу з порожнини ливарної форми під час лиття під тиском. процес лиття під тиском.
Потік процесу:
перевага:
1. Усунути або зменшити пори всередині литва під тиском, покращити механічні властивості та якість поверхні литва під тиском, а також покращити характеристики покриття;
2. Щоб зменшити протитиск порожнини, можна використовувати сплави з нижчим питомим тиском і поганими характеристиками лиття, а також можна відливати під тиском більші виливки за допомогою невеликих машин;
3. Умови наповнення покращуються, і більш тонкі виливки можна лити під тиском;
недолік:
1. Конструкція герметизації прес-форми є складною, і її важко виготовити та встановити, тому вартість висока;
2. Якщо метод вакуумного лиття під тиском не контролюється належним чином, ефект не буде дуже значним.
(8) Лиття під тиском (лиття під тиском)
Спосіб затвердіння рідкого або напівтвердого металу під високим тиском, потокового формування та безпосереднього отримання заготовок або заготовок. Він має переваги високого коефіцієнта використання рідкого металу, спрощеного процесу та стабільної якості. Це енергозберігаюча технологія обробки металу тиском із потенційними перспективами застосування.
Потік процесу:
Пряме екструзійне лиття: розпилення фарби, литий сплав, затискання форми, тиск, підтримка тиску, скидання тиску, розщеплення форми, виймання заготовки, скидання;
Непряме екструзійне лиття: покриття, затискання форми, подача, заповнення, тиск, утримання тиску, скидання тиску, роз’єднання форми, виймання заготовки, скидання.
Технічні характеристики:
1. Він може усунути внутрішні дефекти, такі як пори, усадочні порожнини та усадкова пористість;
2. Низька шорсткість поверхні та висока точність розмірів;
3. Це може запобігти утворенню лиття тріщин;
4. Легко реалізувати механізацію та автоматизацію.
Застосування: його можна використовувати для виробництва різних типів сплавів, таких як алюмінієвий сплав, цинковий сплав, мідний сплав, ковкий чавун тощо.
(9) Лиття з пінопласту за втратою
Моделі з парафіну або піни, схожі за розміром і формою на виливки, скріплюються та об’єднуються в кластери моделей. Після очищення вогнетривкої фарби та висихання їх засипають у сухий кварцовий пісок для вібраційного формування та заливають під негативним тиском для випаровування моделі, а рідкий метал займає позицію моделі, новий метод лиття, який утворює виливок після затвердіння та охолодження.
Потік процесу: попереднє спінювання→ спінювання формування→ занурення фарби→ сушіння→ моделювання→ заливка→ струшування→ очищення
Технічні характеристики:
1. Лиття має високу точність і відсутність піщаного ядра, що скорочує час обробки;
2. Відсутність роздільної поверхні, гнучкий дизайн і високий ступінь свободи;
3. Чисте виробництво, відсутність забруднення;
4. Зменшити інвестиційні та виробничі витрати.
застосування:
Він підходить для виробництва точних виливків різного розміру зі складною конструкцією. Види сплавів не обмежені, партії виробництва не обмежені. Наприклад, корпус двигуна з сірого чавуну, коліно з високою марганцевою сталлю тощо.
(10) Безперервне лиття (безперервне лиття)
Удосконалений метод лиття, принцип якого полягає в безперервному заливанні розплавленого металу в спеціальну металеву форму, яка називається кристалізатором, а затверділе (покрите кіркою) лиття безперервно витягується з іншого кінця кристалізатора. Це дозволяє отримувати виливки будь-якої довжини або конкретної форми. довжини.
Технічні характеристики:
1. Завдяки швидкому охолодженню металу кристалізація щільна, структура однорідна, механічні властивості хороші;
2. Економія металу та збільшення виходу продукції;
3. Процес спрощується, а моделювання та інші процеси звільнені, що зменшує трудомісткість; також сильно скорочується необхідна виробнича площа;
4. Виробництво безперервного лиття легко реалізувати механізацією та автоматизацією та підвищує ефективність виробництва.
застосування:
Методом безперервного лиття можна відливати сталь, чавун, мідний сплав, алюмінієвий сплав, магнієвий сплав та інші довгомірні виливки з постійною формою поперечного перерізу, такі як злитки, сляби, заготовки, труби тощо.
пластичне формування
Використовуючи пластичність матеріалу, технологічний метод обробки заготовки з меншим різанням або без різання під дією зовнішньої сили інструменту та форми. Існує багато його типів, в основному включаючи кування, прокатку, екструзію, волочіння, штампування тощо.
(1) кування
Це метод обробки, у якому використовується ковальське обладнання для застосування тиску до металевих заготовок, щоб викликати пластичну деформацію для отримання поковок із певними механічними властивостями, певними формами та розмірами.
Відповідно до механізму формування кування можна розділити на вільне кування, штампування, кільцеву прокатку та спеціальне кування.
Вільне кування: зазвичай на молотковому або гідравлічному пресі з використанням простих інструментів для забивання металевих злитків або блоків необхідних форм і розмірів.
Штамповка: вона формується за допомогою матриці на штамповому молоті або гарячому пресі для кування.
Прокатка кільця: відноситься до виробництва деталей кільця з різними діаметрами за допомогою спеціального обладнання для прокатки кілець, а також використовується для виробництва деталей у формі коліс, таких як автомобільні втулки та колеса поїздів.
Спеціальне кування: включаючи вальцьове кування, поперечне клинове кування, радіальне кування, кування в рідких штампах та інші методи кування, які більше підходять для виробництва деталей спеціальної форми.
Технологічний процес: нагрівання заготовки кування→підготовка заготовки кування→формування штамп→обрізка кромки→штампування→правка→проміжна перевірка→термічна обробка поковок→очищення→правка→контроль
Технічні характеристики:
1. Якість поковок вища, ніж у литва, і може витримувати велику силу удару. Пластичність, ударна в'язкість та інші механічні властивості також вищі, ніж у відливок або навіть у деталей прокату.
2. Збережіть сировину та скоротіть час обробки.
3. Висока ефективність виробництва.
4. Вільне кування підходить для одиничного та невеликого серійного виробництва та має велику гнучкість.
застосування:
Валки і зубчасті колеса великих прокатних станів, ротори, робочі колеса і стопорні кільця турбогенераторів, робочі циліндри і колони величезних гідравлічних пресів, осі локомотивів, колінчасті вали і шатуни автомобілів і тракторів і ін.
(2) кочення
Метод обробки тиском, при якому металева заготовка проходить через зазор між парою обертових валків (різної форми), при цьому поперечний переріз матеріалу зменшується, а довжина збільшується за рахунок компресійного формування та прокатки валків.
Прокатна класифікація:
За рухом прокату розрізняють: поздовжню прокатку, горизонтальну прокатку та косу прокатку. Поздовжня прокатка - це процес, при якому метал проходить між двома валками з протилежними напрямками обертання і створює між ними пластичну деформацію; напрямок руху прокату після деформації узгоджується з напрямком осі валка; Неспеціальний кут осі крену.
застосування:
В основному використовується в металевих профілях, плитах, трубах тощо, а також у деяких неметалевих матеріалах, таких як пластикові вироби та скляні вироби.
(3) екструзія
Під дією тристоронньої нерівномірної напруги стиску заготовка видавлюється з отвору або зазору форми для зменшення площі поперечного перерізу та збільшення довжини, а метод обробки, щоб стати бажаним продуктом, називається екструзією. Така обробка заготовки називається екструзійним формуванням. .
Потік процесу:
Підготовка перед екструзією → нагрівання ливарного стержня → екструзія → розтягування, скручування та випрямлення → пиляння (різання на довжину) → перевірка зразків → штучне старіння → пакування та зберігання
перевага:
1. Широкий асортимент продукції, специфікації та різновиди продукції;
2. Велика виробнича гнучкість, підходить для дрібносерійного виробництва;
3. Продукт має високу точність розмірів і хорошу якість поверхні;
4. Менше інвестицій у обладнання, невелика площа майстерні, легка реалізація автоматичного виробництва.
недолік:
1. Велика втрата геометричних відходів;
2. Нерівномірність течії металу;
3. Низька швидкість екструзії та тривалий допоміжний час;
4. Знос інструменту великий і вартість висока.
Сфера виробництва: в основному використовується для виготовлення довгих стрижнів, глибоких отворів, тонкостінних деталей і деталей поперечного перерізу спеціальної форми.
(4) Витягування
Метод пластичної обробки, при якому зовнішня сила діє на передній кінець витягнутого металу, щоб витягнути металеву заготовку з отвору матриці, розмір якого менший, ніж секція заготовки, для отримання виробу відповідної форми та розміру.
перевага:
1. Точний розмір і гладка поверхня;
2. Інструменти та обладнання прості;
3. Безперервне високошвидкісне виробництво довгомірних виробів малого перетину.
недолік:
1. Величина деформації за прохід і загальна деформація між двома відпалами обмежені;
2. Довжина обмежена.
