Пълна колекция от методи за формоване на метал, какво друго има освен машинна обработка?
Методът за формоване на материала е важна част от дизайна на детайла и ключов фактор в процеса на обработка. В допълнение към машинната обработка, шприцоването на метал, формоването на пластмаса и 3D печатането, които се появиха през последните години, са основните технологии. Нека разгледаме по-подробно тези методи за формоване на метал Характеристиките на занаята.
кастинг
Течният метал се излива в кухината на формата, която е подходяща за формата и размера на частта, и се охлажда и втвърдява, за да се получат заготовки или части. Обикновено се нарича формоване или леене на течен метал.
Поток на процеса: течен метал → пълнене → свиване при втвърдяване → леене
Характеристики на процеса:
1. Може да произвежда части с произволни сложни форми, особено тези със сложни форми на вътрешна кухина.
2. Силна адаптивност, неограничени видове сплави, почти неограничен размер на отливките.
3. Източникът на материали е широк, отпадъчните продукти могат да бъдат претопени, а инвестицията в оборудването е ниска.
4. Висок процент на скрап, ниско качество на повърхността и лоши условия на работа.
Кастинг класификация:
(1) Леене в пясък (леене в пясък)
Леярски метод за производство на отливки в пясъчни форми. Стомана, желязо и повечето отливки от цветни метали могат да бъдат получени чрез пясъчно леене.
Поток на процеса:
Технически характеристики:
1. Подходящ е за изработване на заготовки със сложни форми, особено със сложни вътрешни кухини;
2. Широка адаптивност и ниска цена;
3. За някои материали с лоша пластичност, като чугуна, леенето в пясък е единственият процес на формоване за производството на неговите части или заготовки.
Приложение: Цилиндров блок на двигателя, цилиндрова глава, колянов вал и други отливки на автомобили
(2) Инвестиционно леене (инвестиционно леене)
Обикновено това се отнася до изработване на шаблон от разтопим материал, покриване на повърхността на шаблона с няколко слоя огнеупорен материал, за да се направи обвивка, и след това разтопяване на шаблона и изхвърляне на обвивката, така че да се получи матрица без разделителна повърхност , която може да се напълни след изпичане на висока температура. Леярски разтвори за изливане на пясък. Често се нарича "леене по изгубен восък".
Поток на процеса:
предимство:
1. Висока точност на размерите и геометрична точност;
2. Висока грапавост на повърхността;
3. Може да лее отливки със сложни форми, а леярските сплави не са ограничени.
Недостатъци: сложен процес и висока цена
Приложение: Подходящ е за производство на малки детайли със сложни форми, високи изисквания за точност или трудни други обработки, като лопатки на турбинни двигатели и др.
(3) Леене под налягане
Използвайки високо налягане за пресоване на разтопен метал в кухина на прецизна метална форма при висока скорост, разтопеният метал се охлажда и втвърдява под налягане, за да образува отливка.
Поток на процеса:
предимство:
1. По време на леене под налягане металната течност понася високо налягане и скоростта на потока е бърза
2. Добро качество на продукта, стабилен размер и добра взаимозаменяемост;
3. Производствената ефективност е висока и матрицата за леене под налягане може да се използва често;
4. Подходящ е за масово производство и има добри икономически ползи.
недостатък:
1. Отливките са склонни към малки пори и свиване.
2. Отливките под налягане имат ниска пластичност, така че не са подходящи за работа при ударно натоварване и вибрации;
3. При леене под налягане на сплави с висока точка на топене животът на формата е нисък, което се отразява на разширяването на производството на леене под налягане.
Приложение: Отливките за първи път са използвани в автомобилната индустрия и инструменталната индустрия, а след това постепенно се разширяват в различни индустрии, като селскостопански машини, машиностроителна индустрия, електронна индустрия, отбранителна индустрия, компютър, медицинско оборудване, часовници, камери и ежедневен хардуер и други индустрии.
(4) Леене при ниско налягане (леене при ниско налягане)
Отнася се за метода за запълване на матрицата с течен метал при по-ниско налягане (0.02-0.06MPa) и кристализиране под налягане за образуване на отливка.
Поток на процеса:
Технически характеристики:
1. Налягането и скоростта по време на изливане могат да се регулират, така че да могат да се прилагат към различни леярски форми (като метални форми, пясъчни форми и др.), леене на различни сплави и отливки с различни размери;
2. Възприет е пълнеж тип долно впръскване, пълнежът от разтопен метал е стабилен без пръски, което може да избегне участващия газ и ерозията на стената и сърцевината на матрицата и да подобри квалифицираната скорост на отливките;
3. Отливката кристализира под налягане, структурата на отливката е плътна, очертанията са ясни, повърхността е гладка и механичните свойства са високи, което е особено полезно за леене на големи и тънкостенни части;
4. Захранващият щранг е пропуснат и степента на използване на метала е увеличена до 90-98 процента;
5. Ниска интензивност на труда, добри условия на труд, просто оборудване, лесна за реализиране механизация и автоматизация.
Приложение: предимно традиционни продукти (цилиндрова глава, главина на колело, рамка на цилиндър и др.).
(5) центробежно леене (центробежно леене)
Метод на леене, при който разтопеният метал се излива във въртяща се форма и формата се запълва и втвърдява под действието на центробежна сила.
Поток на процеса:
предимство:
1. Няма почти никаква консумация на метал в системата за изливане и щранговата система, което подобрява добива на процеса;
2. Няма нужда от сърцевина при производството на кухи отливки, така че способността за запълване на метал може да бъде значително подобрена при производството на дълги тръбни отливки;
3. Отливката има висока плътност, по-малко дефекти като пори и шлакови включвания и високи механични свойства;
4. Удобно е да се произвеждат композитни метални отливки като варели и ръкави.
недостатък:
1. Има определени ограничения, когато се използва за производство на отливки със специална форма;
2. Диаметърът на вътрешния отвор на отливката не е точен, повърхността на вътрешния отвор е сравнително грапава, качеството е лошо и резервът за обработка е голям;
3. Отливките са склонни към отделяне по специфично тегло
приложение:
Центробежното леене е използвано за първи път за производство на отлети тръби. В страната и чужбина технологията за центробежно леене се използва в металургията, минното дело, транспорта, дренажните и напоителните машини, авиацията, националната отбрана, автомобилната и други индустрии за производство на отливки от стомана, желязо и цветни въглеродни сплави. Сред тях най-разпространено е производството на отливки като центробежни чугунени тръби, цилиндрови втулки на двигатели с вътрешно горене и втулки на валове.
(6) Леене на метална форма (леене под гравитационно налягане)
Метод на формоване, при който течен метал изпълва метална форма под действието на гравитацията и се охлажда и втвърдява във формата, за да се получи отливка.
Поток на процеса:
предимство:
1. Топлопроводимостта и топлинният капацитет на металната форма са големи, скоростта на охлаждане е бърза, структурата на отливката е плътна, а механичните свойства са с около 15 процента по-високи от тези на пясъчната отливка.
2. Могат да се получат отливки с висока точност на размерите и ниска грапавост на повърхността, а стабилността на качеството е добра.
3. Тъй като пясъчните ядра не се използват или се използват рядко, околната среда се подобрява, прахът и вредните газове се намаляват и интензивността на труда се намалява.
недостатък:
1. Самата метална форма няма въздухопропускливост и трябва да се вземат определени мерки за извеждане на въздуха в кухината и газа, генериран от пясъчната сърцевина;
2. Типът метал няма отстъпка и отливката е склонна към пукнатини, когато се втвърди;
3. Цикълът на производство на метална форма е по-дълъг и цената е по-висока. Следователно добри икономически ефекти могат да бъдат показани само при масово производство в големи количества.
приложение:
Леенето на метални форми е подходящо не само за масово производство на отливки от цветни сплави като алуминиеви сплави и магнезиеви сплави със сложни форми, но също така и за производството на метални отливки и блокове от желязо и стомана.
(7) Вакуумно леене (вакуумно леене)
Това е усъвършенстван процес на леене под налягане, който подобрява механичните свойства и качеството на повърхността на частите за леене под налягане чрез елиминиране или значително намаляване на порите и разтворените газове в частите за леене под налягане чрез извличане на газа в кухината на формата за леене по време на процес на леене под налягане.
Поток на процеса:
предимство:
1. Елиминирайте или намалете порите вътре в отливката, подобрете механичните свойства и качеството на повърхността на отливката и подобрете производителността на покритието;
2. За да се намали обратното налягане на кухината, могат да се използват сплави с по-ниско специфично налягане и лошо качество на леене и е възможно да се леят под налягане по-големи отливки с малки машини;
3. Условията за пълнене са подобрени и по-тънките отливки могат да бъдат отлети под налягане;
недостатък:
1. Структурата на запечатване на матрицата е сложна и е трудна за производство и инсталиране, така че цената е висока;
2. Ако методът на вакуумно леене под налягане не се контролира правилно, ефектът няма да бъде много значителен.
(8) Леене под налягане (леене под налягане)
Методът за втвърдяване на течен или полутвърд метал под високо налягане, формоване на потока и директно получаване на детайли или заготовки. Той има предимствата на висока степен на използване на течен метал, опростен процес и стабилно качество. Това е енергоспестяваща технология за формоване на метал с потенциални перспективи за приложение.
Поток на процеса:
Директно екструзионно леене: спрей боя, лята сплав, затягане на матрицата, херметизиране, поддържане на налягането, освобождаване на налягането, разделяне на матрицата, изваждане на заготовката, нулиране;
Индиректно екструзионно леене: покритие, затягане на матрицата, подаване, пълнене, херметизиране, задържане на налягането, освобождаване на налягането, разделяне на матрицата, изваждане на заготовката, нулиране.
Технически характеристики:
1. Може да елиминира вътрешни дефекти като пори, кухини при свиване и порьозност при свиване;
2. Ниска повърхностна грапавост и висока точност на размерите;
3. Може да предотврати генерирането на пукнатини при леене;
4. Лесно е да се реализира механизация и автоматизация.
Приложение: Може да се използва за производство на различни видове сплави, като алуминиева сплав, цинкова сплав, медна сплав, сферографитен чугун и др.
(9) Изгубена отливка с пяна
Моделите от парафин или пяна, подобни по размер и форма на отливките, се свързват и комбинират в клъстери от модели. След изчеткване на огнеупорна боя и изсушаване, те се заравят в сух кварцов пясък за формоване чрез вибрации и се изливат под отрицателно налягане, за да се изпари моделът, а течният метал заема позицията на модела, нов метод за отливане, който образува отливка след втвърдяване и охлаждане.
Процесен поток: предварително разпенване→формоване на пяна→потапяне на боя→сушене→моделиране→изливане→разклащане→почистване
Технически характеристики:
1. Отливката има висока точност и няма пясъчна сърцевина, което намалява времето за обработка;
2. Без разделителна повърхност, гъвкав дизайн и висока степен на свобода;
3. Чисто производство, без замърсяване;
4. Намалете инвестиционните и производствените разходи.
приложение:
Подходящ е за производство на прецизни отливки с различни размери със сложна структура. Видовете сплави не са ограничени, както и производствените партиди не са ограничени. Като корпус на двигателя от сив чугун, коляно от стомана с високо съдържание на манган и др.
(10) Непрекъснато леене (непрекъснато леене)
Усъвършенстван метод за леене, принципът е непрекъснато изливане на разтопен метал в специална метална форма, наречена кристализатор, и втвърдената (покрита с кора) отливка непрекъснато се изтегля от другия край на кристализатора. Може да се получат отливки с всякаква дължина или специфична дължини.
Технически характеристики:
1. Поради бързото охлаждане на метала, кристализацията е плътна, структурата е еднородна и механичните свойства са добри;
2. Спестете метал и увеличете добива;
3. Процесът е опростен и моделирането и други процеси са освободени, като по този начин се намалява интензивността на труда; необходимата производствена площ също е силно намалена;
4. Производството на непрекъснато леене е лесно за реализиране на механизация и автоматизация и подобрява ефективността на производството.
приложение:
Методът на непрекъснато леене може да лее стомана, желязо, медна сплав, алуминиева сплав, магнезиева сплав и други дълги отливки с постоянни форми на напречното сечение, като слитъци, плочи, заготовки, тръби и др.
пластично формоване
Използвайки пластичността на материала, методът на процеса на обработка на детайла с по-малко рязане или без рязане под външната сила на инструмента и формата. Има много видове, включително коване, валцуване, екструдиране, изтегляне, щамповане и т.н.
(1) коване
Това е метод на обработка, който използва ковашки машини за прилагане на натиск върху метални заготовки, за да предизвика пластична деформация, за да се получат изковки с определени механични свойства, определени форми и размери.
Според механизма на формоване, коването може да бъде разделено на свободно коване, коване, валцуване на пръстени и специално коване.
Свободно коване: обикновено на коване с чук или хидравлична преса, като се използват прости инструменти за изковаване на метални блокове или блокове в необходимите форми и размери.
Коване с матрица: Оформя се чрез използване на матрица върху чук за коване на матрица или преса за горещо коване.
Валцоване на пръстени: отнася се до производството на пръстеновидни части с различни диаметри чрез специални машини за валцоване на пръстени и се използва също за производство на части с форма на колела, като автомобилни главини и колела на влакове.
Специално коване: включително коване с ролка, валцуване с кръстосани клинове, радиално коване, течно коване и други методи на коване, които са по-подходящи за производството на части със специални форми.
Технологичен процес: нагряване на заготовка за коване→подготовка на заготовка за коване на ролка→формоване на коване на щампи→обрязване на ръбове→щанцоване→изправяне→междинна проверка→термична обработка на изковки→почистване→изправяне→инспекция
Технически характеристики:
1. Качеството на изковките е по-високо от това на отливките и може да издържи на голяма сила на удар. Пластичността, якостта и други механични свойства също са по-високи от отливките или дори по-високи от валцуваните части.
2. Спестете суровини и съкратете часовете за обработка.
3. Висока ефективност на производството.
4. Свободното коване е подходящо за производство на единични части и малки партиди и има голяма гъвкавост.
приложение:
Ролки и зъбни колела тип рибена кост на големи валцови мелници, ротори, работни колела и задържащи пръстени на турбогенератори, работни цилиндри и колони на огромни хидравлични преси, оси на локомотиви, колянови валове и биели на автомобили и трактори и др.
(2) търкаляне
Метод за обработка под налягане, при който металната заготовка преминава през процепа между двойка въртящи се ролки (различни форми), като напречното сечение на материала се намалява и дължината се увеличава поради компресионното формоване и валцуване на ролките.
Подвижна класификация:
Според движението на валцувания детайл има: надлъжно валцуване, хоризонтално валцуване и косо валцуване. Надлъжното валцоване е процес, при който металът преминава между две ролки с противоположни посоки на въртене и създава пластична деформация между тях; посоката на движение на валцувания детайл след деформация е в съответствие с посоката на оста на ролката; Неспециален ъгъл на оста на въртене.
приложение:
Използва се главно в метални профили, плочи, тръби и др., както и някои неметални материали като пластмасови изделия и изделия от стъкло.
(3) екструдиране
Под действието на тристранно неравномерно напрежение на натиск, заготовката се екструдира от отвора или празнината на формата, за да се намали площта на напречното сечение и да се увеличи дължината, а методът на обработка, за да стане желаният продукт, се нарича екструзия. Тази обработка на заготовката се нарича екструдиране. .
Поток на процеса:
Подготовка преди екструдиране → нагряване на леярския прът → екструзия → разтягане, усукване и изправяне → рязане (рязане на дължина) → инспекция за вземане на проби → изкуствено стареене → опаковане и съхранение
предимство:
1. Широка гама от производство, продуктови спецификации и разновидности;
2. Голяма производствена гъвкавост, подходяща за производство на малки партиди;
3. Продуктът има висока точност на размерите и добро качество на повърхността;
4. По-малко инвестиции в оборудване, малка работилница, лесно за реализиране автоматично производство.
недостатък:
1. Голяма загуба на геометрични отпадъци;
2. Неравномерно течение на метала;
3. Ниска скорост на екструдиране и дълго помощно време;
4. Износването на инструмента е голямо и цената е висока.
Обхват на производствено приложение: използва се главно за производство на дълги пръти, дълбоки отвори, тънкостенни части и части със специално оформено напречно сечение.
(4) Дърпане
Метод за обработка на пластмаса, при който външна сила действа върху предния край на изтегления метал, за да издърпа металната заготовка от отвор на матрицата, по-малък от сечението на заготовката, за да се получи продукт със съответната форма и размер.
предимство:
1. Точен размер и гладка повърхност;
2. Инструментите и оборудването са прости;
3. Непрекъснато високоскоростно производство на дълги продукти с малки напречни сечения.
недостатък:
1. Размерът на деформацията на преминаване и общата деформация между две отгрявания са ограничени;
2. Дължината е ограничена.
