Полное собрание методов обработки металлов давлением, что еще есть кроме механической обработки?
Метод формирования материала является важной частью конструкции детали и ключевым фактором в процессе обработки. Помимо механической обработки, основными технологиями являются литье металлов под давлением, формование пластмасс и 3D-печать, появившиеся в последние годы. Давайте подробнее рассмотрим эти методы формовки металла. Особенности ремесла.
Кастинг
Жидкий металл заливают в полость формы, подходящую по форме и размеру детали, охлаждают и затвердевают для получения заготовок или деталей. Обычно его называют формованием или литьем жидкого металла.
Технологический поток: жидкий металл → заполнение → затвердевание, усадка → литье
Особенности процесса:
1. Он может производить детали произвольной сложной формы, особенно со сложной формой внутренней полости.
2. Сильная приспособляемость, неограниченные типы сплавов, практически неограниченный размер отливок.
3. Широкий ассортимент материалов, отходы можно переплавлять, а инвестиции в оборудование невелики.
4. Высокий уровень брака, низкое качество поверхности и плохие условия труда.
Классификация литья:
(1) Литье в песчаные формы (литье в песчаные формы)
Литейный способ получения отливок в песчаные формы. Отливки из стали, чугуна и большинства цветных сплавов можно получить методом литья в песчаные формы.
Поток процесса:
Технические особенности:
1. Подходит для изготовления заготовок сложной формы, особенно со сложными внутренними полостями;
2. Широкая технологичность и низкая стоимость;
3. Для некоторых материалов с плохой пластичностью, например чугуна, литье в песчаные формы является единственным формообразующим процессом изготовления его деталей или заготовок.
Применение: блок цилиндров двигателя, головка блока цилиндров, коленчатый вал и другие отливки автомобилей.
(2) литье по выплавляемым моделям (литье по выплавляемым моделям)
Обычно это относится к изготовлению шаблона из легкоплавкого материала, покрытию поверхности шаблона несколькими слоями огнеупорного материала для изготовления оболочки, а затем плавлению шаблона и выгрузке оболочки, чтобы получить форму без поверхности разъема. , которые можно наполнять после высокотемпературного обжига. Литейные растворы для заливки песка. Часто упоминается как «литье по выплавляемым моделям».
Поток процесса:
преимущество:
1. Высокая точность размеров и геометрическая точность;
2. Высокая шероховатость поверхности;
3. Он может отливать отливки сложной формы, а количество литейных сплавов не ограничено.
Недостатки: сложный процесс и высокая стоимость
Применение: Подходит для производства мелких деталей сложной формы, требующих высокой точности или другой сложной обработки, например лопаток газотурбинных двигателей и т. д.
(3) Литье под давлением
Используя высокое давление для вдавливания расплавленного металла в прецизионную полость металлической формы на высокой скорости, расплавленный металл охлаждается и затвердевает под давлением для формирования отливки.
Поток процесса:
преимущество:
1. Во время литья под давлением металлическая жидкость выдерживает высокое давление и скорость потока высокая.
2. Хорошее качество продукции, стабильный размер и хорошая взаимозаменяемость;
3. Эффективность производства высока, и форма для литья под давлением может использоваться часто;
4. Он подходит для массового производства и имеет хорошие экономические преимущества.
недостаток:
1. Отливки подвержены образованию мелких пор и усадке.
2. Литье под давлением имеет низкую пластичность, поэтому не подходит для работы в условиях ударных нагрузок и вибрации;
3. При литье под давлением тугоплавких сплавов срок службы формы низкий, что сказывается на расширении производства литья под давлением.
Применение: литье под давлением сначала использовалось в автомобильной промышленности и приборостроении, а затем постепенно распространилось на различные отрасли, такие как сельскохозяйственное машиностроение, станкостроение, электронная промышленность, оборонная промышленность, компьютерное, медицинское оборудование, часы, камеры и повседневное оборудование. и другие отрасли.
(4) Литье под низким давлением (литье под низким давлением)
Относится к методу заполнения формы жидким металлом при более низком давлении (0.02-0.06 МПа) и кристаллизации под давлением с образованием отливки.
Поток процесса:
Технические особенности:
1. Давление и скорость во время заливки можно регулировать, поэтому его можно применять к различным формам для литья (таким как металлические формы, формы для песка и т. Д.), Отливки из различных сплавов и отливки разных размеров;
2. Применяется заполнение типа нижнего впрыска, заполнение расплавленным металлом стабильно без разбрызгивания, что позволяет избежать вовлеченного газа и эрозии стенки формы и сердечника, а также повысить квалифицированную скорость отливки;
3. Отливка кристаллизуется под давлением, структура отливки плотная, контур четкий, поверхность гладкая, механические свойства высокие, что особенно выгодно при литье крупногабаритных и тонкостенных деталей;
4. Подающий стояк исключен, а коэффициент использования металла увеличен до 90-98 процентов;
5. Низкая трудоемкость, хорошие условия труда, простота оборудования, легко реализуемая механизация и автоматизация.
Применение: в основном традиционные изделия (головка цилиндра, ступица колеса, рама цилиндра и т. д.).
(5) центробежное литье (центробежное литье)
Метод литья, при котором расплавленный металл заливается во вращающуюся форму, а форма заполняется и затвердевает под действием центробежной силы.
Поток процесса:
преимущество:
1. Практически отсутствует расход металла в системе заливки и стояке, что повышает производительность процесса;
2. Нет необходимости в стержне при производстве полых отливок, поэтому способность наполнения металлом может быть значительно улучшена при производстве длинных трубчатых отливок;
3. Отливка имеет высокую плотность, меньше дефектов, таких как поры и шлаковые включения, высокие механические свойства;
4. Удобно изготавливать композитные металлические отливки, такие как бочки и гильзы.
недостаток:
1. Существуют определенные ограничения при использовании для изготовления отливок специальной формы;
2. Диаметр внутреннего отверстия отливки неточный, поверхность внутреннего отверстия относительно шероховатая, качество низкое, припуск на обработку большой;
3. Отливки подвержены расслоению по удельному весу.
приложение:
Центробежное литье впервые было использовано для производства литых труб. В стране и за рубежом технология центробежного литья используется в металлургии, горнодобывающей промышленности, транспортном, дренажном и ирригационном машиностроении, авиации, национальной обороне, автомобилестроении и других отраслях промышленности для производства отливок из стали, железа и цветных углеродных сплавов. Среди них производство отливок, таких как центробежные чугунные трубы, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания и втулки валов, является наиболее распространенным.
(6) Литье в металлические формы (литье под давлением)
Метод литья, при котором жидкий металл под действием силы тяжести заполняет металлическую форму, охлаждается и затвердевает в форме для получения отливки.
Поток процесса:
преимущество:
1. Теплопроводность и теплоемкость металлической формы большие, скорость охлаждения высокая, структура отливки плотная, а механические свойства примерно на 15 процентов выше, чем у литья в песчаные формы.
2. Могут быть получены отливки с высокой точностью размеров и низкой шероховатостью поверхности, а также хорошая стабильность качества.
3. Поскольку песчаные сердечники не используются или используются редко, улучшается состояние окружающей среды, уменьшается количество пыли и вредных газов, а также снижается трудоемкость.
недостаток:
1. Сама металлическая форма не пропускает воздух, и необходимо принять определенные меры для удаления воздуха из полости и газа, выделяемого песчаным сердечником;
2. Тип металла не имеет уступок, а отливка склонна к растрескиванию при затвердевании;
3. Цикл изготовления металлической формы длиннее, а стоимость выше. Следовательно, хороший экономический эффект может быть продемонстрирован только при массовом производстве в больших количествах.
приложение:
Литье в металлические формы подходит не только для массового производства отливок из цветных сплавов, таких как алюминиевые сплавы и магниевые сплавы сложной формы, но также для производства отливок и слитков из чугуна и стали.
(7) Вакуумное литье под давлением (вакуумное литье под давлением)
Это усовершенствованный процесс литья под давлением, который улучшает механические свойства и качество поверхности деталей для литья под давлением за счет устранения или значительного уменьшения пор и растворенных газов в деталях для литья под давлением путем удаления газа из полости формы для литья под давлением во время процесса литья под давлением. процесс литья под давлением.
Поток процесса:
преимущество:
1. Устранить или уменьшить поры внутри литья под давлением, улучшить механические свойства и качество поверхности литья под давлением, а также улучшить характеристики покрытия;
2. Для уменьшения противодавления полости можно использовать сплавы с более низким удельным давлением и плохими характеристиками литья, а также можно отливать более крупные отливки на небольших машинах;
3. Улучшены условия наполнения, а более тонкие отливки можно отливать под давлением;
недостаток:
1. Уплотнительная конструкция пресс-формы сложна, ее трудно изготовить и установить, поэтому стоимость высока;
2. Если метод вакуумного литья под давлением не контролируется должным образом, эффект не будет очень значительным.
(8) Литье под давлением (литье под давлением)
Способ затвердевания жидкого или полутвердого металла под высоким давлением, поточное формование и непосредственное получение заготовок или заготовок. Он имеет преимущества высокой степени использования жидкого металла, упрощенного процесса и стабильного качества. Это энергосберегающая технология обработки металлов давлением с потенциальными перспективами применения.
Поток процесса:
Прямое литье методом экструзии: распыление краски, литейный сплав, зажим формы, повышение давления, поддержание давления, сброс давления, разделение формы, извлечение заготовки, сброс;
Непрямое экструзионное литье: покрытие, зажим формы, подача, заполнение, повышение давления, выдержка давления, сброс давления, разделение формы, извлечение заготовки, сброс.
Технические особенности:
1. Может устранять внутренние дефекты, такие как поры, усадочные полости и усадочная пористость;
2. Низкая шероховатость поверхности и высокая точность размеров;
3. Это может предотвратить образование трещин в литье;
4. Легко реализовать механизацию и автоматизацию.
Применение: его можно использовать для производства различных типов сплавов, таких как алюминиевый сплав, цинковый сплав, медный сплав, ковкий чугун и т. д.
(9) Литье по выплавляемым моделям
Модели из парафина или пенопласта, схожие по размеру и форме с отливками, соединяются и объединяются в кластеры моделей. После очистки огнеупорной краски и сушки их закапывают в сухой кварцевый песок для вибрационного формования и заливают под отрицательным давлением для испарения модели, а жидкий металл занимает позицию модели, новый метод литья, который формирует отливку после затвердевания и охлаждения.
Технологический процесс: предварительное вспенивание → формование пены → окунание краски → сушка → моделирование → заливка → встряхивание → очистка.
Технические особенности:
1. Отливка имеет высокую точность и не содержит песка, что сокращает время обработки;
2. Отсутствие разделительной поверхности, гибкая конструкция и высокая степень свободы;
3. Чистое производство, отсутствие загрязнения;
4. Сокращение инвестиций и производственных затрат.
приложение:
Он подходит для производства прецизионных отливок различных размеров со сложной структурой. Типы сплавов не ограничены, а партии продукции не ограничены. Например, корпус двигателя из серого чугуна, колено из высокомарганцовистой стали и т. д.
(10) Непрерывное литье (непрерывное литье)
Усовершенствованный метод литья, принцип которого заключается в непрерывной заливке расплавленного металла в специальную металлическую форму, называемую кристаллизатором, а затвердевшая (покрытая коркой) отливка непрерывно вытягивается с другого конца кристаллизатора. длины.
Технические особенности:
1. Благодаря быстрому охлаждению металла кристаллизация плотная, структура однородная, механические свойства хорошие;
2. Экономия металла и увеличение выхода;
3. Процесс упрощен, а моделирование и другие процессы исключены, что снижает трудоемкость; необходимая производственная площадь также значительно сокращается;
4. Производство непрерывного литья заготовок легко механизируется и автоматизируется, что повышает эффективность производства.
приложение:
Методом непрерывного литья можно отливать сталь, железо, медный сплав, алюминиевый сплав, магниевый сплав и другие длинные отливки с постоянными формами поперечного сечения, такие как слитки, плиты, заготовки, трубы и т. д.
пластическое формование
Используя пластичность материала, технологический способ обработки заготовки с меньшим резанием или без резанья под действием внешней силы инструмента и формы. Существует множество его видов, в основном это ковка, прокатка, экструзия, волочение, штамповка и так далее.
(1) ковка
Это метод обработки, в котором используется кузнечное оборудование для приложения давления к металлическим заготовкам, чтобы вызвать пластическую деформацию для получения поковок с определенными механическими свойствами, определенными формами и размерами.
По механизму штамповки ковку можно разделить на свободную ковку, штамповку, кольцевую прокатку и специальную ковку.
Свободная ковка: обычно на кузнечном или гидравлическом прессе с использованием простых инструментов для придания металлическим слиткам или блокам требуемых форм и размеров.
Штамповка: штамповка на штамповочном молоте или прессе горячей штамповки.
Прокатка колец: относится к производству кольцевых деталей различного диаметра с помощью специального оборудования для прокатки колец, а также используется для производства деталей в форме колес, таких как автомобильные ступицы и колеса поездов.
Специальная ковка: в том числе вальцовка, поперечно-клиновая прокатка, радиальная ковка, ковка в жидких штампах и другие методы ковки, которые больше подходят для изготовления деталей специальной формы.
Технологический процесс: нагрев кузнечных заготовок→подготовка кузнечных заготовок→штамповка→обрезка кромок→штамповка→правка→промежуточный контроль→термическая обработка поковок→зачистка→правка→контроль
Технические особенности:
1. Качество поковок выше, чем у отливок, и выдерживает большую силу удара. Пластичность, ударная вязкость и другие механические свойства также выше, чем у литья или даже выше, чем у деталей проката.
2. Экономьте сырье и сокращайте время обработки.
3. Высокая эффективность производства.
4. Свободная ковка подходит для штучного и мелкосерийного производства и обладает большой гибкостью.
приложение:
Валки и шевронные передачи крупных прокатных станов, роторы, рабочие колеса и стопорные кольца турбогенераторов, рабочие цилиндры и колонны огромных гидравлических прессов, оси локомотивов, коленчатые валы и шатуны автомобилей и тракторов и др.
(2) прокатка
Способ обработки давлением, при котором металлическая заготовка проходит через зазор между парой вращающихся валков (различной формы), а поперечное сечение материала уменьшается, а длина увеличивается за счет прессования и прокатки валков.
Классификация прокатки:
По движению проката различают продольную, горизонтальную и косую прокатку. Продольная прокатка — процесс, при котором металл проходит между двумя валками с противоположными направлениями вращения и вызывает между ними пластическую деформацию; направление движения раскатанной заготовки после деформации согласуется с направлением оси валка; Ось крена неспециального угла.
приложение:
Он в основном используется в металлических профилях, пластинах, трубах и т. д., а также в некоторых неметаллических материалах, таких как изделия из пластика и изделия из стекла.
(3) экструзия
Под действием трехстороннего неравномерного сжимающего напряжения заготовка выдавливается из отверстия или зазора формы для уменьшения площади поперечного сечения и увеличения длины, а метод обработки для получения желаемого продукта называется экструзией. Такая обработка заготовки называется экструзионным формованием. .
Поток процесса:
Подготовка перед экструзией → нагрев литейного стержня → экструзия → растяжение, скручивание и правка → распиловка (отрезка по длине) → выборочный контроль → искусственное старение → упаковка и хранение
преимущество:
1. Широкий ассортимент продукции, технические характеристики и разновидности;
2. Большая гибкость производства, подходящая для мелкосерийного производства;
3. Продукт имеет высокую точность размеров и хорошее качество поверхности;
4. Меньше инвестиций в оборудование, небольшая площадь мастерской, простота реализации автоматического производства.
недостаток:
1. Большие потери геометрических отходов;
2. Неравномерное течение металла;
3. Низкая скорость экструзии и длительное вспомогательное время;
4. Износ инструмента велик, а стоимость высока.
Область производственного применения: в основном используется для изготовления длинных стержней, глубоких отверстий, тонкостенных деталей и деталей поперечного сечения специальной формы.
(4) Вытягивание
Метод пластической обработки, при котором на передний конец волоченного металла действует внешняя сила, вытягивающая металлическую заготовку из отверстия, меньшего, чем сечение заготовки, для получения изделия соответствующей формы и размера.
преимущество:
1. Точный размер и гладкая поверхность;
2. Инструменты и оборудование просты;
3. Непрерывное высокоскоростное производство сортового проката малого сечения.
недостаток:
1. Величина деформации за проход и общая деформация между двумя отжигами ограничены;
2. Длина ограничена.
