КОВКА И ЛИТЬЕ

Ковка

Ковка — это процесс деформации, при котором с заготовкой или заготовкой манипулируют (растирают, сжимают, забивают и т. д.) и придают ей форму под давлением.

Ковать можно многие металлы, в том числе углеродистую сталь, нержавеющую сталь и стальные сплавы, хотя различия в составе и свойствах будут влиять на то, какой процесс ковки будет использоваться. Существует множество процессов ковки, включая, помимо прочего, горячую ковку, холодную ковку, теплую ковку, ковку в штампах и ковку на прессе. Вы можете просмотреть сообщение в нашем блогездесьузнать больше о различных методах ковки.

Независимо от конкретного используемого метода ковка не добавляет и не удаляет материал, поэтому полученная форма имеет тот же вес и объем, что и заготовка, пока деталь не будет отрезана от диска.

Преимущества ковки

Одним из самых больших преимуществ ковки является ее влияние на структуру сплава. Все металлы состоят из зерен, и то, как они соединяются, является важным фактором их прочности и пластичности. Манипулирование металлической заготовкой методом ковкирастягивает эти зерна в направлениях, перпендикулярных месту приложения силы. Это увеличивает силу, иногда значительно, по сравнению с исходным состоянием.

Второе преимущество деформации — резкое уменьшение внутренних дефектов, таких как пористость и сегментация сплава.

К другим преимуществам ковки относятся:

• Скорость:Ковка выполняется быстрее по сравнению с литьем (особенно при больших объемах заказов), даже если заготовки требуют предварительного нагрева.
• Низкий процент брака:После разработки оснастки каждая выкованная деталь идентична, без каких-либо дефектов, типичных для отливки.
• Последовательные свойства:Механические свойства после термообработки более стабильны, чем в случае литых деталей или деталей, обработанных заготовками.

Создание проблем

Ковка не лишена своих ограничений. Есть два основных ограничения:

• Ограничения по размеру: Ковка имеет некоторые ограничения по весу и длине, которые зависят от оборудования, используемого в процессе. Как правило, процесс ковки не позволяет производить очень большие детали, такие как литье.
• Материальные ограничения:Хотя большинство металлов можно ковать, тип процесса нагрева, используемый для заготовок, может помешать ковке некоторых сплавов.

Кастинг

Литье — это процесс плавления металла, заливки его в полость, имеющую форму конечного компонента, и его затвердевания. Полости могут быть изготовлены в виде одноразовых форм или в виде постоянных форм. Литье в песчаные формы и литье по выплавляемым моделям представляют собой процессы литья в одноразовые формы, тогда как гравитационное и литье под давлением используют постоянные формы. Пресс-формам необходимы каналы для потока металла в полость детали и «стояки», которые действуют как резервуары, поскольку металл сжимается во время охлаждения.

Внутренние полости создаются стержнями; стержни помещаются в форму перед заливкой металла. После затвердевания металла полость разрушается, когда конечный компонент высвобождается из формы.

Все типы литья позволяют получить детали почти чистой формы, хотя уровень воспроизводимой детализации и количество обрабатываемого металла зависят от используемого процесса. Литье в песчаные формы является наименее точным, в то время как литье по выплавляемым моделям, в частности, позволяет получить мелкие детали и гладкую поверхность.

Любой металл можно отливать, но окисление может стать проблемой. Эту проблему решают путем вакуумной плавки и разливки, что усложняет необходимое оборудование.

Преимущества кастинга

Процессы литья очень универсальны. Ключевые преимущества:

• Возможности материала:Литье работает со всеми типами металлов, хотя некоторые требуют мер предосторожности против окисления.
• Снижение затрат на оснастку:Методы одноразового формования, особенно литье в песчаные формы, требуют низких затрат на оснастку, что делает их экономичными для небольших заказов.
• Возможности размера: Литье можно использовать для создания очень крупных деталей. Возможны отливки весом в тысячи и даже десятки тысяч фунтов.
• Может воспроизводить сложную геометрию:Литье по выплавляемым моделям особенно хорошо в этом отношении, поскольку оно не требует углов уклона.

Кастинговые проблемы

Существует множество ситуаций и типов деталей, для которых литье не является оптимальным.

К числу конкретных проблем относятся:

• Время выполнения заказа:Литье занимает больше времени из-за необходимости производства и проверки оснастки (особенно при литье по выплавляемым моделям и литье в постоянные формы).
• Более длительные сроки производства:Этот процесс сложен и требует много времени, особенно для процессов изготовления одноразовых форм.
• Пористость:Пористость, как правило, неизбежна в отливках, что приводит к внутренним дефектам, которые ослабляют деталь.
• Включения и оксиды:Включения и оксиды в расплавленном металле приводят к дефектам готовой детали.
• Усадка:Усадка во время затвердевания может привести к растрескиванию.
• Плохое использование материалов : Обычно при литье образуется больше отходов, чем при ковке. Материал желобов и стояков иногда можно утилизировать за счет дополнительного нагрева.

Как выбрать лучший метод

Выбор процесса обработки металлов давлением требует оценки применения.

1. Какой тип материала необходим для вашего применения?
2. Насколько сложна геометрия детали?
3. Сколько компонентов вам нужно?
4. Какие механические свойства необходимы для конечного компонента?
5. Каков твой бюджет?
6. Требуется ли специальная обработка поверхности?

Ковка, как правило, более рентабельна, менее расточительна и быстрее, чем литье, позволяет производить более прочные компоненты и отлично подходит для небольших и больших объемов заказов. Поковки обычно предпочтительнее для применений, требующих высокой износостойкости или компонентов, которые должны хорошо работать в стрессовых условиях. Однако ковка может быть не лучшим вариантом для очень больших и сложных компонентов или если приложение требует использования материала, который невозможно подвергнуть ковке.

Общие области применения кованых деталей включают автомобильные компоненты, такие как шатуны и коленчатые валы, детали трансмиссии, такие как коронные колеса и шестерни, а также детали для судостроения, обороны, лесного хозяйства и горнодобывающей промышленности.

Для сравнения, процессы литья, особенно литье по выплавляемым моделям, идеально подходят для производства легких, сложных, тонкостенных деталей с исключительной чистотой поверхности и более тяжелых компонентов весом более 100 фунтов. Но дефекты чаще встречаются в отливках, чем в поковках, и процесс создания оснастки обычно занимает больше времени.

Процессы литья обычно используются для производства блоков двигателей, поршней, труб, клапанов и других компонентов для аэрокосмической, автомобильной и промышленной промышленности.