Một bộ sưu tập đầy đủ các phương pháp tạo hình kim loại, còn gì khác ngoài gia công?
Phương pháp tạo hình vật liệu là một phần quan trọng của thiết kế bộ phận và là yếu tố chính trong quá trình xử lý. Ngoài gia công, ép phun kim loại, tạo hình nhựa và in 3D nổi lên trong những năm gần đây đều là những công nghệ chính. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các phương pháp tạo hình kim loại này Đặc điểm của nghề thủ công.
vật đúc
Kim loại lỏng được đổ vào khoang khuôn phù hợp với hình dạng và kích thước của bộ phận, đồng thời được làm mát và hóa rắn để thu được phôi hoặc bộ phận. Nó thường được gọi là tạo hình hoặc đúc kim loại lỏng.
Dòng quy trình: kim loại lỏng → làm đầy → co rút hóa rắn → đúc
Tính năng quá trình:
1. Nó có thể tạo ra các bộ phận có hình dạng phức tạp tùy ý, đặc biệt là những bộ phận có hình dạng khoang bên trong phức tạp.
2. Khả năng thích ứng mạnh mẽ, không giới hạn các loại hợp kim, kích thước vật đúc gần như không giới hạn.
3. Nguồn nguyên liệu rộng, phế phẩm có thể nấu chảy lại, đầu tư thiết bị thấp.
4. Tỷ lệ phế liệu cao, chất lượng bề mặt thấp và điều kiện làm việc kém.
Phân loại đúc:
(1) Đúc cát (đúc cát)
Phương pháp đúc sản xuất vật đúc trong khuôn cát. Thép, sắt và hầu hết các vật đúc hợp kim màu có thể thu được bằng phương pháp đúc cát.
Quy trình công nghệ:
Đặc tính kỹ thuật:
1. Nó phù hợp để tạo phôi có hình dạng phức tạp, đặc biệt là với các khoang bên trong phức tạp;
2. Khả năng thích ứng rộng rãi và chi phí thấp;
3. Đối với một số vật liệu có độ dẻo kém, chẳng hạn như gang, đúc cát là quy trình tạo hình duy nhất để sản xuất các bộ phận hoặc phôi của nó.
Ứng dụng: Khối xi lanh động cơ, đầu xi lanh, trục khuỷu và các vật đúc khác của ô tô
(2) Đúc đầu tư (investment casting)
Thông thường, nó đề cập đến việc tạo ra một mẫu từ vật liệu dễ nóng chảy, phủ lên bề mặt của mẫu bằng một số lớp vật liệu chịu lửa để tạo lớp vỏ, sau đó nấu chảy mẫu và xả lớp vỏ, để thu được khuôn không có bề mặt phân chia , có thể được lấp đầy sau khi rang ở nhiệt độ cao. Giải pháp đúc đổ cát. Thường được gọi là "đúc sáp bị mất".
Quy trình công nghệ:
lợi thế:
1. Độ chính xác kích thước và độ chính xác hình học cao;
2. Độ nhám bề mặt cao;
3. Nó có thể đúc các vật đúc có hình dạng phức tạp, và các hợp kim đúc không bị giới hạn.
Nhược điểm: thủ tục phức tạp và chi phí cao
Ứng dụng: Nó phù hợp để sản xuất các bộ phận nhỏ có hình dạng phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao hoặc xử lý khó khăn khác, chẳng hạn như cánh quạt của động cơ tua-bin, v.v.
(3) Đúc chết
Sử dụng áp suất cao để ép kim loại nóng chảy vào khoang khuôn kim loại chính xác ở tốc độ cao, kim loại nóng chảy được làm lạnh và hóa rắn dưới áp suất để tạo thành vật đúc.
Quy trình công nghệ:
lợi thế:
1. Trong quá trình đúc, chất lỏng kim loại chịu áp suất cao và tốc độ dòng chảy nhanh
2. Chất lượng sản phẩm tốt, kích thước ổn định và khả năng thay thế lẫn nhau tốt;
3. Hiệu quả sản xuất cao, khuôn đúc có thể được sử dụng thường xuyên;
4. Nó phù hợp cho sản xuất hàng loạt và mang lại lợi ích kinh tế tốt.
sự thiếu sót:
1. Vật đúc dễ bị rỗ nhỏ và co lại.
2. Vật đúc có độ dẻo thấp nên không thích hợp làm việc trong tải trọng va đập và rung động;
3. Khi đúc hợp kim có điểm nóng chảy cao, tuổi thọ của khuôn thấp, ảnh hưởng đến việc mở rộng sản xuất khuôn đúc.
Ứng dụng: Khuôn đúc lần đầu tiên được sử dụng trong ngành ô tô và công nghiệp dụng cụ, sau đó dần dần mở rộng sang các ngành khác nhau, chẳng hạn như máy nông nghiệp, máy công cụ, công nghiệp điện tử, công nghiệp quốc phòng, máy tính, thiết bị y tế, đồng hồ, máy ảnh và phần cứng hàng ngày và các ngành công nghiệp khác.
(4) Đúc áp suất thấp (đúc áp suất thấp)
Đề cập đến phương pháp đổ đầy khuôn bằng kim loại lỏng dưới áp suất thấp hơn (0.02-0.06MPa) và kết tinh dưới áp suất để tạo thành vật đúc.
Quy trình công nghệ:
Đặc tính kỹ thuật:
1. Có thể điều chỉnh áp suất và tốc độ trong quá trình rót nên có thể áp dụng cho các loại khuôn đúc khác nhau (như khuôn kim loại, khuôn cát, v.v.), đúc các loại hợp kim và vật đúc có kích thước khác nhau;
2. Sử dụng phương pháp làm đầy kiểu phun đáy, chất làm đầy kim loại nóng chảy ổn định mà không bị bắn tung tóe, có thể tránh được khí liên quan và sự xói mòn của thành và lõi khuôn, đồng thời cải thiện tỷ lệ đúc đủ tiêu chuẩn;
3. Vật đúc kết tinh dưới áp suất, cấu trúc vật đúc dày đặc, đường viền rõ ràng, bề mặt nhẵn, tính chất cơ học cao, đặc biệt có lợi cho việc đúc các bộ phận có thành mỏng và lớn;
4. Bộ nâng nạp bị bỏ qua và tỷ lệ sử dụng kim loại được tăng lên 90-98 phần trăm ;
5. Cường độ lao động thấp, điều kiện lao động tốt, trang thiết bị đơn giản, dễ thực hiện cơ giới hóa, tự động hóa.
Ứng dụng: chủ yếu là các sản phẩm truyền thống (đầu xi lanh, trục bánh xe, khung xi lanh, v.v.).
(5) đúc ly tâm (đúc ly tâm)
Một phương pháp đúc trong đó kim loại nóng chảy được đổ vào khuôn quay, và khuôn được đổ đầy và hóa rắn dưới tác dụng của lực ly tâm.
Quy trình công nghệ:
lợi thế:
1. Hầu như không tiêu thụ kim loại trong hệ thống rót và hệ thống ống đứng, giúp cải thiện năng suất quy trình;
2. Không cần lõi khi sản xuất vật đúc rỗng, do đó khả năng lấp đầy kim loại có thể được cải thiện rất nhiều khi sản xuất vật đúc hình ống dài;
3. Vật đúc có mật độ cao, ít khuyết tật như lỗ chân lông và xỉ, tính chất cơ học cao;
4. Thuận tiện để sản xuất các vật đúc kim loại tổng hợp như thùng và tay áo.
sự thiếu sót:
1. Có những hạn chế nhất định khi được sử dụng để sản xuất vật đúc có hình dạng đặc biệt;
2. Đường kính của lỗ bên trong của vật đúc không chính xác, bề mặt của lỗ bên trong tương đối thô, chất lượng kém và phụ cấp gia công lớn;
3. Vật đúc dễ bị phân tách trọng lượng riêng
ứng dụng:
Đúc ly tâm lần đầu tiên được sử dụng để sản xuất ống đúc. Trong và ngoài nước, công nghệ đúc ly tâm được sử dụng trong luyện kim, khai thác mỏ, giao thông vận tải, thoát nước và thủy lợi, hàng không, quốc phòng, ô tô và các ngành công nghiệp khác để sản xuất thép, sắt và hợp kim carbon màu. Trong số đó, việc sản xuất các vật đúc như ống gang ly tâm, lót xi lanh động cơ đốt trong và ống lót trục là phổ biến nhất.
(6) Đúc khuôn kim loại (đúc khuôn trọng lực)
Một phương pháp đúc trong đó kim loại lỏng lấp đầy khuôn kim loại dưới tác dụng của trọng lực và được làm nguội và hóa rắn trong khuôn để thu được vật đúc.
Quy trình công nghệ:
lợi thế:
1. Độ dẫn nhiệt và khả năng sinh nhiệt của khuôn kim loại lớn, tốc độ làm nguội nhanh, cấu trúc đúc dày đặc và tính chất cơ học cao hơn khoảng 15% so với đúc cát.
2. Có thể thu được vật đúc có độ chính xác kích thước cao và độ nhám bề mặt thấp, và chất lượng ổn định tốt.
3. Do không sử dụng hoặc ít sử dụng lõi cát nên môi trường được cải thiện, giảm bụi và khí độc hại, giảm cường độ lao động.
sự thiếu sót:
1. Bản thân khuôn kim loại không có tính thấm khí, phải thực hiện một số biện pháp nhất định để xuất không khí trong khoang và khí do lõi cát tạo ra;
2. Loại kim loại không có sự nhượng bộ, vật đúc dễ bị nứt khi đông cứng;
3. Chu kỳ sản xuất khuôn kim loại dài hơn và chi phí cao hơn. Vì vậy, hiệu quả kinh tế tốt chỉ thể hiện khi được sản xuất hàng loạt với số lượng lớn.
ứng dụng:
Đúc khuôn kim loại không chỉ thích hợp để sản xuất hàng loạt các vật đúc hợp kim màu như hợp kim nhôm và hợp kim magiê có hình dạng phức tạp, mà còn để sản xuất các phôi và phôi kim loại sắt thép.
(7) Đúc chân không (vacuumdie casting)
Đây là một quy trình đúc tiên tiến giúp cải thiện các tính chất cơ học và chất lượng bề mặt của các bộ phận đúc bằng cách loại bỏ hoặc giảm đáng kể các lỗ chân lông và khí hòa tan trong các bộ phận đúc bằng cách chiết xuất khí trong khoang khuôn đúc trong quá trình đúc. quá trình đúc chết.
Quy trình công nghệ:
lợi thế:
1. Loại bỏ hoặc giảm lỗ chân lông bên trong vật đúc, cải thiện tính chất cơ học và chất lượng bề mặt của vật đúc, đồng thời cải thiện hiệu suất của lớp phủ;
2. Để giảm áp suất ngược của khoang, có thể sử dụng hợp kim có áp suất riêng thấp hơn và hiệu suất đúc kém, và có thể dùng máy nhỏ để đúc các vật đúc lớn hơn;
3. Các điều kiện làm đầy được cải thiện và vật đúc mỏng hơn có thể được đúc khuôn;
sự thiếu sót:
1. Cơ cấu làm kín khuôn phức tạp, khó chế tạo và lắp đặt nên giá thành cao;
2. Nếu phương pháp đúc chân không không được kiểm soát đúng cách, hiệu quả sẽ không đáng kể.
(8) Đúc ép (đúc khuôn ép)
Phương pháp hóa rắn kim loại lỏng hoặc bán rắn dưới áp suất cao, tạo dòng chảy và trực tiếp thu được phôi hoặc phôi. Nó có ưu điểm là tỷ lệ sử dụng kim loại lỏng cao, quy trình đơn giản hóa và chất lượng ổn định. Đây là một công nghệ tạo hình kim loại tiết kiệm năng lượng với triển vọng ứng dụng tiềm năng.
Quy trình công nghệ:
Đúc đùn trực tiếp: sơn phun, hợp kim đúc, kẹp khuôn, điều áp, duy trì áp suất, giảm áp, tách khuôn, tháo khuôn trống, thiết lập lại;
Đúc đùn gián tiếp: phủ, kẹp khuôn, cấp liệu, làm đầy, điều áp, giữ áp suất, giảm áp suất, chia khuôn, tháo khuôn trống, thiết lập lại.
Đặc tính kỹ thuật:
1. Nó có thể loại bỏ các khuyết tật bên trong như lỗ chân lông, lỗ co ngót và độ xốp co ngót;
2. Độ nhám bề mặt thấp và độ chính xác kích thước cao;
3. Nó có thể ngăn chặn việc tạo ra các vết nứt đúc;
4. Dễ dàng thực hiện cơ giới hóa và tự động hóa.
Ứng dụng: Nó có thể được sử dụng để sản xuất các loại hợp kim khác nhau, chẳng hạn như hợp kim nhôm, hợp kim kẽm, hợp kim đồng, gang dẻo, v.v.
(9) Mất bọt đúc
Các mô hình paraffin hoặc bọt có kích thước và hình dạng tương tự như vật đúc được liên kết và kết hợp thành các cụm mô hình. Sau khi quét sơn chịu nhiệt và sấy khô, chúng được chôn trong cát thạch anh khô để đúc rung, và đổ dưới áp suất âm để làm bay hơi mô hình, và kim loại lỏng chiếm vị trí Mô hình, một phương pháp đúc mới tạo thành vật đúc sau khi hóa rắn và làm mát.
Luồng quy trình: tạo bọt trước → tạo bọt → nhúng sơn → sấy khô → tạo mô hình → đổ → lắc → làm sạch
Đặc tính kỹ thuật:
1. Đúc có độ chính xác cao và không có lõi cát, giúp giảm thời gian gia công;
2. Không có bề mặt chia tay, thiết kế linh hoạt và mức độ tự do cao;
3. Sản xuất sạch, không gây ô nhiễm;
4. Giảm chi phí đầu tư và sản xuất.
ứng dụng:
Nó phù hợp để sản xuất các vật đúc chính xác có kích thước khác nhau với cấu trúc phức tạp. Các loại hợp kim không bị giới hạn và lô sản xuất không bị giới hạn. Chẳng hạn như vỏ động cơ bằng gang xám, khuỷu tay bằng thép mangan cao, v.v.
(10) Đúc liên tục (đúc liên tục)
Một phương pháp đúc tiên tiến, nguyên tắc là liên tục đổ kim loại nóng chảy vào một khuôn kim loại đặc biệt gọi là thiết bị kết tinh, và vật đúc đã đông đặc (lớp vỏ) liên tục được kéo ra từ đầu kia của thiết bị kết tinh, Nó có thể thu được vật đúc có độ dài bất kỳ hoặc cụ thể độ dài.
Đặc tính kỹ thuật:
1. Do kim loại được làm nguội nhanh nên quá trình kết tinh dày đặc, cấu trúc đồng nhất và tính chất cơ học tốt;
2. Tiết kiệm kim loại và tăng năng suất;
3. Quy trình được đơn giản hóa, mô hình hóa và các quy trình khác được miễn, do đó giảm cường độ lao động; diện tích sản xuất cần thiết cũng giảm đi rất nhiều;
4. Sản xuất đúc liên tục dễ thực hiện cơ giới hóa và tự động hóa, đồng thời nâng cao hiệu quả sản xuất.
ứng dụng:
Phương pháp đúc liên tục có thể đúc thép, sắt, hợp kim đồng, hợp kim nhôm, hợp kim magiê và các vật đúc dài khác có hình dạng mặt cắt ngang không đổi, chẳng hạn như thỏi, tấm, phôi, ống, v.v.
tạo hình nhựa
Sử dụng tính dẻo của vật liệu, phương pháp gia công phôi ít cắt hoặc không cắt dưới ngoại lực của dụng cụ và khuôn. Có nhiều loại, chủ yếu bao gồm rèn, cán, ép đùn, vẽ, dập, v.v.
(1) rèn
Đó là một phương pháp xử lý sử dụng máy rèn để tạo áp lực lên các khoảng trống kim loại để gây biến dạng dẻo để thu được các vật rèn có tính chất cơ học nhất định, hình dạng và kích thước nhất định.
Theo cơ chế tạo hình, rèn có thể được chia thành rèn tự do, rèn khuôn, rèn vòng và rèn đặc biệt.
Rèn tự do: nói chung trên máy rèn búa hoặc máy ép thủy lực, sử dụng các công cụ đơn giản để rèn các thỏi hoặc khối kim loại thành các hình dạng và kích cỡ theo yêu cầu.
Rèn khuôn: Nó được hình thành bằng cách sử dụng khuôn trên búa rèn khuôn hoặc máy rèn khuôn nóng.
Cán vòng: đề cập đến việc sản xuất các bộ phận vòng có đường kính khác nhau thông qua máy cán vòng thiết bị đặc biệt, và cũng được sử dụng để sản xuất các bộ phận hình bánh xe như trục ô tô và bánh xe lửa.
Rèn đặc biệt: bao gồm rèn cuộn, cán nêm chéo, rèn xuyên tâm, rèn khuôn lỏng và các phương pháp rèn khác, phù hợp hơn để sản xuất các bộ phận có hình dạng đặc biệt.
Quy trình công nghệ: gia nhiệt phôi rèn → chuẩn bị phôi rèn cuộn → rèn khuôn → cắt cạnh → đục lỗ → làm thẳng → kiểm tra trung gian → xử lý nhiệt vật rèn → làm sạch → làm thẳng → kiểm tra
Đặc tính kỹ thuật:
1. Chất lượng vật rèn cao hơn vật đúc và chịu được lực tác động lớn. Độ dẻo, độ dai và các tính chất cơ học khác cũng cao hơn các bộ phận đúc hoặc thậm chí cao hơn các bộ phận cán.
2. Tiết kiệm nguyên liệu và rút ngắn thời gian chế biến.
3. Hiệu quả sản xuất cao.
4. Rèn tự do thích hợp cho sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, và có tính linh hoạt cao.
ứng dụng:
Con lăn và bánh răng xương cá của máy cán lớn, rôto, cánh quạt và vòng giữ của máy phát điện tuabin, xi lanh làm việc và cột của máy ép thủy lực khổng lồ, trục của đầu máy xe lửa, trục khuỷu và thanh nối của ô tô và máy kéo, v.v.
(2) lăn
Một phương pháp xử lý áp suất trong đó phôi kim loại đi qua khe hở giữa một cặp cuộn quay (các hình dạng khác nhau), và tiết diện của vật liệu được giảm xuống và chiều dài được tăng lên do quá trình nén và cuộn của các cuộn.
Phân loại cán:
Theo chuyển động của miếng cán có: cán dọc, cán ngang, cán xiên. Cán dọc là quá trình trong đó kim loại đi qua giữa hai cuộn có chiều quay ngược chiều nhau và tạo ra biến dạng dẻo giữa chúng; hướng chuyển động của mảnh cán sau khi biến dạng phù hợp với hướng của trục cuộn; Trục cuộn góc không đặc biệt.
ứng dụng:
Nó chủ yếu được sử dụng trong các cấu hình kim loại, tấm, ống, v.v., cũng như một số vật liệu phi kim loại như sản phẩm nhựa và sản phẩm thủy tinh.
(3) đùn
Dưới tác động của ứng suất nén không đều ba chiều, phôi được đùn ra khỏi lỗ hoặc khe hở của khuôn để giảm diện tích mặt cắt ngang và tăng chiều dài, và phương pháp xử lý để trở thành sản phẩm mong muốn được gọi là đùn. Quá trình xử lý phôi này được gọi là ép đùn. .
Quy trình công nghệ:
Chuẩn bị trước khi ép đùn → nung nóng thanh đúc → ép đùn → kéo dài, xoắn và làm thẳng → cưa (cắt theo chiều dài) → kiểm tra lấy mẫu → lão hóa nhân tạo → đóng gói và bảo quản
lợi thế:
1. Đa dạng về sản xuất, quy cách và chủng loại sản phẩm;
2. Tính linh hoạt trong sản xuất lớn, phù hợp với sản xuất hàng loạt nhỏ;
3. Sản phẩm có độ chính xác kích thước cao và chất lượng bề mặt tốt;
4. Đầu tư thiết bị ít hơn, diện tích nhà xưởng nhỏ, dễ dàng thực hiện sản xuất tự động.
sự thiếu sót:
1. Mất chất thải hình học lớn;
2. Kim loại chảy không đều;
3. Tốc độ đùn thấp và thời gian phụ trợ dài;
4. Công cụ hao mòn lớn và chi phí cao.
Phạm vi ứng dụng sản xuất: chủ yếu được sử dụng để sản xuất các thanh dài, lỗ sâu, các bộ phận có thành mỏng và các bộ phận có mặt cắt ngang hình dạng đặc biệt.
(4) Kéo
Một phương pháp xử lý dẻo trong đó một ngoại lực tác động lên mặt trước của kim loại được kéo để kéo phôi kim loại ra khỏi lỗ khuôn nhỏ hơn tiết diện của phôi để thu được sản phẩm có hình dạng và kích thước tương ứng.
lợi thế:
1. Kích thước chính xác và bề mặt nhẵn;
2. Dụng cụ, thiết bị đơn giản;
3. Sản xuất liên tục tốc độ cao các sản phẩm dài có tiết diện nhỏ.
sự thiếu sót:
1. Lượng biến dạng trên mỗi lần vượt qua và tổng biến dạng giữa hai lần ủ bị hạn chế;
2. Chiều dài hạn chế.
