KUCIE A ODLEWANIE

Kucie

Kucie to proces odkształcania, podczas którego kęs lub preforma jest poddawana manipulacji (ubijaniu, ściskaniu, młotkowaniu itp.) i kształtowaniu pod ciśnieniem.

Można kuć wiele metali, w tym stal węglową, stal nierdzewną i stopy stali, chociaż różnice w składzie i właściwościach będą miały wpływ na zastosowany proces kucia. Istnieje wiele procesów kucia, w tym między innymi kucie na gorąco, kucie na zimno, kucie na ciepło, kucie matrycowe i kucie w prasie. Możesz zobaczyć nasz wpis na bloguTutajaby dowiedzieć się więcej o różnych metodach kucia.

Niezależnie od zastosowanej metody kucie nie dodaje ani nie usuwa materiału, więc powstała forma ma tę samą wagę i objętość co kęs, dopóki część nie zostanie odcięta od talerza.

Zalety kucia

Jedną z największych zalet kucia jest jego wpływ na strukturę stopu. Wszystkie metale składają się z ziaren, a sposób, w jaki się zazębiają, ma istotny wpływ na ich wytrzymałość i plastyczność. Manipulowanie metalowym półwyrobem poprzez kucierozciąga te ziarna w kierunkach prostopadłych do miejsca przyłożenia siły. Zwiększa to siłę, czasami dramatycznie, w stosunku do pierwotnego stanu.

Drugą korzyścią wynikającą z odkształcenia jest radykalne zmniejszenie defektów wewnętrznych, takich jak porowatość i segmentacja stopu.

Inne zalety kucia to:

• Prędkość:Kucie jest szybsze w porównaniu do odlewania (szczególnie w przypadku zamówień o dużej objętości), nawet jeśli półfabrykaty wymagają wstępnego podgrzania.
• Niski wskaźnik złomu:Po opracowaniu oprzyrządowania każda kuta część jest identyczna, bez żadnych wad typowych dla odlewów.
• Spójne właściwości:Właściwości mechaniczne są bardziej spójne po obróbce cieplnej niż w przypadku części odlewanych lub obrabianych kęsami.

Wyzwania kucia

Kucie ma swoje ograniczenia. Istnieją dwa podstawowe ograniczenia:

• Limity rozmiaru: Kucie ma pewne ograniczenia dotyczące masy i długości, różniące się w zależności od sprzętu używanego podczas procesu. Ogólnie rzecz biorąc, w procesie kucia nie można wytwarzać bardzo dużych elementów, takich jak odlew.
• Ograniczenia materiałowe:Chociaż większość metali można kuć, rodzaj procesu ogrzewania stosowanego w półfabrykatach może zapobiec kuciu niektórych stopów.

Odlew

Odlewanie polega na topieniu metalu, wlewaniu go do wnęki ukształtowanej na wzór końcowego komponentu i pozostawieniu do zestalenia. Ubytki mogą być produkowane jako formy jednorazowego użytku lub jako formy trwałe. Odlewanie piaskowe i odlewanie metodą ciśnieniową to procesy odlewania w formach jednorazowych, natomiast odlewy grawitacyjne i ciśnieniowe wykorzystują formy trwałe. Formy wymagają kanałów, przez które metal wpływa do wnęki części, oraz „podstawek”, które działają jak zbiorniki, gdy metal kurczy się podczas chłodzenia.

Wewnętrzne wgłębienia tworzone są za pomocą rdzeni; rdzenie umieszcza się w formie przed wylaniem metalu. Po zestaleniu metalu wnęka zostaje rozbita, gdy końcowy komponent zostaje uwolniony z formy.

Wszystkie rodzaje odlewów pozwalają uzyskać części o kształcie zbliżonym do netto, chociaż poziom odtwarzanych szczegółów i ilość metalu do obróbki zależą od zastosowanego procesu. Odlewanie piaskowe jest najmniej precyzyjne, podczas gdy w szczególności odlewanie metodą traconą umożliwia uzyskanie drobnych szczegółów i gładkich wykończeń powierzchni.

Można odlać dowolny metal, ale problemem może być utlenianie. Problem ten rozwiązuje się poprzez topienie i zalewanie próżniowe, co zwiększa złożoność potrzebnego sprzętu.

Zalety odlewania

Procesy odlewania charakteryzują się dużą wszechstronnością. Kluczowe zalety to:

• Możliwości materiału:Odlewanie działa ze wszystkimi rodzajami metali, chociaż niektóre wymagają zabezpieczenia przed utlenianiem.
• Niższe koszty oprzyrządowania:Metody form jednorazowych, zwłaszcza odlewanie w formach piaskowych, charakteryzują się niskimi kosztami oprzyrządowania, co czyni je ekonomicznymi w przypadku małych zamówień.
• Możliwości rozmiaru: Odlewanie można wykorzystać do tworzenia bardzo dużych części. Możliwe są odlewy o wadze tysięcy, a nawet dziesiątek tysięcy funtów.
• Potrafi odtwarzać złożone geometrie:Odlewanie metodą traconą jest pod tym względem szczególnie dobre, ponieważ nie wymaga kątów pochylenia.

Wyzwania castingowe

Istnieje wiele sytuacji i typów części, dla których odlewanie nie jest optymalne.

Szczególne kwestie obejmują:

• Czas realizacji:Odlewanie wymaga dłuższych terminów realizacji ze względu na konieczność produkcji i sprawdzania oprzyrządowania (szczególnie w przypadku odlewania metodą inwestycyjną i stałą).
• Dłuższe czasy produkcji:Proces jest złożony i czasochłonny, zwłaszcza w przypadku procesów formowania jednorazowego.
• Porowatość:Porowatość jest na ogół nieunikniona w odlewach, co powoduje wewnętrzne defekty, które osłabiają część.
• Wtrącenia i tlenki:Wtrącenia i tlenki w roztopionym metalu powodują defekty w końcowej części.
• Kurczenie się:Skurcz podczas krzepnięcia może powodować pękanie.
• Złe wykorzystanie materiału : Zwykle przy odlewaniu powstaje więcej odpadów materiałowych niż przy kuciu. Czasami można odzyskać materiał kanałów i pionów kosztem dodatkowego ogrzewania.

Jak wybrać najlepszą metodę

Wybór procesu formowania metalu wymaga oceny zastosowania.

1. Jaki rodzaj materiału jest wymagany do Twojego zastosowania?
2. Jak złożona jest geometria części?
3. Ile komponentów potrzebujesz?
4. Jakie właściwości mechaniczne są wymagane w końcowym komponencie?
5. Jaki jest Twój budżet?
6. Czy wymagane jest specjalne wykończenie powierzchni?

Kucie jest na ogół bardziej opłacalne, mniej marnotrawne i szybsze niż odlewanie, pozwala uzyskać mocniejsze komponenty i doskonale nadaje się do zamówień małych i dużych. Odkuwki są zazwyczaj preferowane w zastosowaniach wymagających wysokiej odporności na zużycie lub komponentów, które mają dobrze działać w stresujących środowiskach. Jednak kucie może nie być najlepszą opcją w przypadku wyjątkowo dużych i złożonych komponentów lub jeśli zastosowanie wymaga użycia materiału, którego nie można kuć.

Ogólne zastosowania części kutych obejmują komponenty samochodowe, takie jak korbowody i wały korbowe, części do przenoszenia mocy, takie jak koła koronowe i zębniki, a także części do zastosowań morskich, obronnych, leśnych i górniczych.

Dla porównania, procesy odlewania, zwłaszcza odlewania metodą traconego paliwa, idealnie nadają się do produkcji lekkich, złożonych, cienkościennych części o wyjątkowym wykończeniu powierzchni i cięższych komponentów ważących ponad 100 funtów. Jednak wady występują częściej w odlewach niż w odkuwkach, a proces tworzenia oprzyrządowania trwa zazwyczaj dłużej.

Procesy odlewania są powszechnie stosowane do produkcji bloków silników, tłoków, rur, zaworów i innych komponentów do zastosowań lotniczych, motoryzacyjnych i przemysłowych.