Процес лиття та кування

Короткий опис:

Деталі продукту

Теги товарів

Впровадження лиття та кування деталей

У металообробці лиття — це процес, під час якого рідкий метал подається у форму (зазвичай за допомогою тигля), яка містить негатив (тобто тривимірне негативне зображення) запланованої форми.Метал заливають у форму через порожнистий канал, який називається литником.Потім метал і форма охолоджуються, а металева частина (виливка) витягується.Лиття найчастіше використовується для виготовлення складних форм, які було б важко або неекономно виготовити іншими способами.
Процеси лиття відомі протягом тисячоліть і широко використовувалися для скульптур (особливо з бронзи), ювелірних виробів із дорогоцінних металів, зброї та інструментів.Високотехнологічне лиття міститься в 90 відсотках товарів тривалого користування, включаючи автомобілі, вантажівки, аерокосмічну техніку, потяги, гірничо-шахтне та будівельне обладнання, нафтові свердловини, прилади, труби, гідранти, вітряні турбіни, атомні установки, медичні пристрої, вироби оборонного призначення, іграшки та більше.

Традиційні методи включають лиття за виплавленим воском (яке можна далі розділити на відцентрове лиття та лиття з прямим литтям у вакуумі), лиття в гіпсові форми та лиття в пісок.

Сучасний процес лиття підрозділяється на дві основні категорії: лиття одноразового використання та лиття одноразового використання.Він далі розщеплюється матеріалом форми, таким як пісок або метал, і методом заливки, таким як гравітація, вакуум або низький тиск.

Кування — це виробничий процес, який передбачає формування металу за допомогою локалізованих сил стиснення.Удари наносяться молотком (часто механічним) або матрицею.Кування часто класифікують за температурою, при якій вона виконується: холодне кування (тип холодної обробки), гаряче кування або гаряче кування (тип гарячої обробки).Для двох останніх метал нагрівають, як правило, у кузні.Ковані деталі можуть мати вагу від менше ніж кілограм до сотень метричних тонн. Ковалі кують тисячоліттями;традиційними виробами були посуд, залізні вироби, ручні знаряддя, холодна зброя, цимбали, прикраси.З часів промислової революції ковані деталі широко використовуються в механізмах і машинах скрізь, де компонент вимагає високої міцності;такі поковки зазвичай вимагають подальшої обробки (наприклад, механічної обробки), щоб отримати майже готову деталь.Сьогодні ковальство є великою світовою галуззю

Деталі видаткового лиття та кування

Відливки у видаткові форми — це загальна класифікація, яка включає піщані, пластикові, черепашкові, гіпсові та виплавлені (техніка за виплавленим воском) формування.Цей спосіб лиття у форму передбачає використання тимчасових форм, що не підлягають повторному використанню.

Різні процеси лиття та кування

Лиття в пісок
Лиття в пісок є одним з найпопулярніших і найпростіших видів лиття, яке використовується протягом століть.Лиття в пісок дозволяє виготовляти менші партії, ніж лиття в постійну форму, і за дуже прийнятною ціною.Цей метод не тільки дозволяє виробникам створювати продукцію за низькими витратами, але й має інші переваги лиття в пісок, наприклад операції дуже малого розміру.Цей процес дозволяє створювати виливки, достатньо малі, щоб поміститися на долоню, і ті, які достатньо великі лише для ліжок поїздів (одна відливка може створити всю ліжку для одного вагона).Лиття в пісок також дозволяє відливати більшість металів залежно від типу піску, який використовується для форм.

Лиття в пісок потребує часу в кілька днів, а іноді й тижнів, для виробництва з високою продуктивністю (1–20 штук/год. у формі) і є неперевершеним для виробництва великих деталей.Зелений (вологий) пісок, який має чорний колір, майже не має обмеження маси часток, тоді як сухий пісок має практичне обмеження маси часток 2300–2700 кг (5100–6000 фунтів).Мінімальна вага деталі коливається від 0,075–0,1 кг (0,17–0,22 фунта).Пісок скріплюється за допомогою глини, хімічних зв’язуючих речовин або полімеризованих масел (наприклад, моторного масла).Пісок можна переробляти багато разів у більшості операцій і потребує невеликого обслуговування.

Формування суглинку
Формування суглинків використовувалося для виготовлення великих симетричних предметів, таких як гармати та церковні дзвони.Суглинок — це суміш глини і піску з соломою або гноєм.Модель виробленого формується в пухкому матеріалі (сорочка).Цвіль утворюється навколо цієї сорочки, покриваючи її суглинком.Потім це запікається (випалюється) і сорочка знімається.Потім форму встановлюють вертикально в яму перед піччю для заливки металу.Після цього форму відламують.Таким чином, прес-форми можна використовувати лише один раз, тому для більшості цілей краще використовувати інші методи.

Відливка з гіпсу
Гіпсове лиття схоже на лиття з піску, за винятком того, що замість піску як матеріал для форми використовується паризький гіпс.Як правило, підготовка форми займає менше тижня, після чого досягається швидкість виробництва 1–10 одиниць/год форми з виробами вагою від 45 кг (99 фунтів) до 30 г (1 унція) з дуже гарною обробкою поверхні та малими допусками.[5]Гіпсове лиття є недорогою альтернативою іншим процесам формування для складних деталей завдяки низькій вартості гіпсу та його здатності виробляти виливки майже чистої форми.Найбільшим недоліком є те, що його можна використовувати лише з кольоровими матеріалами з низькою температурою плавлення, такими як алюміній, мідь, магній і цинк.

Формування раковини
Формування оболонки подібне до лиття в пісок, але формувальна порожнина утворена затверділою «оболонкою» з піску замість колби, наповненої піском.Пісок, який використовується, дрібніший, ніж пісок для лиття, і змішується зі смолою, щоб він міг нагріватися візерунком і затвердіти в оболонку навколо візерунка.Завдяки смолі та дрібнішому піску це забезпечує набагато дрібнішу обробку поверхні.Процес легко автоматизований і більш точний, ніж лиття в пісок.До звичайних металів, які підлягають литтю, належать сплави чавуну, алюмінію, магнію та міді.Цей процес ідеально підходить для складних предметів малого та середнього розміру.

Лиття по моделлю
Лиття за моделлю (в мистецтві відоме як лиття за виплавленим моделлю) — це процес, який практикується тисячоліттями, при цьому процес лиття за виплавленим воском є одним із найдавніших відомих методів формування металу.Починаючи з 5000 років тому, коли бджолиний віск формував візерунок, і закінчуючи сучасними високотехнологічними восками, вогнетривкими матеріалами та спеціальними сплавами, виливки забезпечують виробництво високоякісних компонентів із ключовими перевагами точності, повторюваності, універсальності та цілісності.
Лиття по виплавлюваним моделям отримало свою назву через те, що модель облицьована або оточена вогнетривким матеріалом.Воскові візерунки вимагають особливої обережності, оскільки вони недостатньо міцні, щоб протистояти зусиллям, що виникають під час виготовлення форми.Однією з переваг лиття по моделлю є те, що віск можна використовувати повторно.

Цей процес підходить для багаторазового виробництва компонентів чистої форми з різних металів і високоефективних сплавів.Незважаючи на те, що зазвичай використовується для невеликих відливок, цей процес використовувався для виробництва повних дверних рам для літаків, із сталевими відливками до 300 кг і алюмінієвими відливками до 30 кг.У порівнянні з іншими процесами лиття, такими як лиття під тиском або лиття в пісок, це може бути дорогим процесом.Однак компоненти, які можна виготовити за допомогою литва за виплавленими моделями, можуть включати складні контури, і в більшості випадків компоненти відливаються приблизно за чистою формою, тому після відливання потрібно незначно або зовсім не дороблятися.

Переваги та недоліки кування деталей

Кування може виготовити деталь, міцнішу за еквівалентну литу або оброблену деталь.Коли металу надають форму під час кування, його внутрішня текстура зерна деформується, щоб відповідати загальній формі деталі.Як наслідок, варіація текстури безперервна по всій деталі, створюючи деталь із покращеними характеристиками міцності. Крім того, кування може досягти нижчої загальної вартості, ніж лиття чи виготовлення.Беручи до уваги всі витрати, які виникають протягом життєвого циклу виробу від закупівлі до часу на переробку, а також враховуючи витрати на брухт, час простою та інші аспекти якості, довгострокові переваги поковок можуть переважити короткострокову економію витрат. які можуть запропонувати виливки або виготовлення.

Деякі метали можна кувати холодним способом, але чавун і сталь майже завжди кують гарячим способом.Гаряче кування запобігає зміцненню, яке може виникнути в результаті холодного формування, що ускладнить виконання вторинних операцій механічної обробки деталі.Крім того, хоча за деяких обставин може бути бажаним робоче зміцнення, інші методи зміцнення виробу, такі як термічна обробка, загалом є більш економічними та більш контрольованими.Сплави, які піддаються дисперсійному зміцненню, наприклад більшість алюмінієвих сплавів і титану, можна піддавати гарячому штампуванню з подальшим загартуванням.

Ковальське виробництво передбачає значні капітальні витрати на обладнання, інструменти, обладнання та персонал.У випадку гарячого кування для нагрівання зливків або заготовок потрібна високотемпературна піч (іноді її називають кузнею).Через розмір масивних ковальських молотів і пресів і деталей, які вони можуть виготовляти, а також через небезпеку, притаманну роботі з гарячим металом, часто потрібна спеціальна будівля для розміщення операцій.У випадку штампування слід передбачити заходи для поглинання ударів і вібрації, створюваних молотом.У більшості ковальських операцій використовуються штампи для формування металу, які мають бути точно оброблені та ретельно термічно оброблені, щоб отримати правильну форму заготовки, а також витримувати величезні зусилля.