การตีขึ้นรูปคืออะไร - คำจำกัดความ กระบวนการ และประเภท

บทความนี้จะเจาะลึกทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้การปลอมรวมถึงสิ่งที่เป็นอยู่ วิธีการดำเนินการ และผลิตภัณฑ์ปลอมแปลงเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่ผลิตผ่านวิธีการอื่น ๆ ได้อย่างไร รวมถึงการหล่อ การเชื่อมและการผลิต แท่ง/แผ่นกลึง ชิ้นส่วนโลหะที่เป็นผง และพลาสติก/คอมโพสิตเสริมแรง

ก่อนอื่น เราจะมานิยามกันว่าการปลอมคืออะไร

การตีคืออะไร?

การตีเป็นกระบวนการผลิตที่โลหะแข็งจะถูกขึ้นรูปด้วยแรงอัดเฉพาะที่จากการตอกหรือการกด

การตีเหล็กมักจำแนกตามอุณหภูมิในการดำเนินการ: การตีเหล็กแบบเย็น การตีแบบอุ่น และการตีแบบร้อน สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการตีขึ้นรูปไม่เหมือนกับการหล่อ เนื่องจากโลหะที่จะตีนั้นไม่เคยละลายและเทลงไปเลย

เหตุใดจึงใช้การตีขึ้นรูป?

การตีขึ้นรูปเป็นแข็งแกร่ง - เนื่องจากโลหะมีรูปร่างในระหว่างกระบวนการตีขึ้นรูป โครงสร้างเกรนภายในจึงเปลี่ยนรูปตามรูปร่างทั่วไปของชิ้นส่วน ด้วยการบีบอัดโครงสร้างเกรนและสร้างการไหลของเกรน ลักษณะความแข็งแรงของชิ้นส่วนจึงเพิ่มขึ้น

การตีขึ้นรูปถูกใช้ในสถานที่ที่ความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญ การตีขึ้นรูปมักเป็นชิ้นส่วนที่ใช้ภายในเครื่องจักร รถยนต์ เครื่องบิน รถแทรกเตอร์ เรือ อุปกรณ์ขุดเจาะน้ำมัน เครื่องยนต์ และขีปนาวุธ เป็นต้น

การตีขึ้นรูปทำที่อุณหภูมิเท่าใด?

โดยทั่วไป กระบวนการตีขึ้นรูปจะถูกจำแนกตามว่าอุณหภูมิของโลหะสูงหรือต่ำกว่าอุณหภูมิการตกผลึกซ้ำของโครงสร้างจุลภาคของโลหะ การตีเหล็กสามารถแบ่งออกเป็น:

การตีเหล็กด้วยความร้อน

• การตีขึ้นรูปอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิการตกผลึกซ้ำระหว่าง 1742–2300 °F

• ขึ้นรูปได้ดี

• แรงขึ้นรูปต่ำ

• ความต้านทานแรงดึงคงที่ของชิ้นงาน

การตีเหล็กด้วยความร้อน

• อุณหภูมิการตีขึ้นรูประหว่าง 1200–1742 °F

• สเกลที่พื้นผิวชิ้นงานน้อยหรือไม่มีเลย

• ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้แคบกว่าการตีขึ้นรูปร้อน

• ความสามารถในการขึ้นรูปจำกัดและแรงขึ้นรูปที่สูงกว่าการตีขึ้นรูปร้อน

• แรงขึ้นรูปต่ำกว่าการขึ้นรูปเย็น

การตีเหล็กด้วยความเย็น

• การตีอุณหภูมิที่อุณหภูมิห้อง ความร้อนได้เองสูงถึง 300 °F เนื่องจากพลังงานการขึ้นรูป

• ความคลาดเคลื่อนที่แคบที่สุดที่ทำได้

• ไม่มีการปรับขนาดที่พื้นผิวชิ้นงาน

• เพิ่มความแข็งแรงและลดความเหนียวเนื่องจากการแข็งตัวของความเครียด

• จำเป็นต้องมีความสามารถในการขึ้นรูปต่ำและแรงขึ้นรูปสูง

ที่ Edgerton Forge เราผลิตเหล็กหลอมร้อน

คุณจะปลอมได้อย่างไร?

โดยทั่วไปมีสามวิธี (หรือกระบวนการ) ในการสร้างชิ้นส่วนปลอมแปลง: Impression Die Forging, Open Die Forging และ Seamless Rolled Ring Forging

ที่ Edgerton Forge เราใช้การตีขึ้นรูปด้วยความประทับใจ

Impression Die Forging ปอนด์หรือบังคับโลหะระหว่างแม่พิมพ์สองตัว (เรียกว่าเครื่องมือ) ที่มีรูปร่างเฉพาะ (ช่อง) ที่ตัดเข้าไป

โลหะจะไหลเข้าสู่โพรงภายใต้แรงเพื่อสร้างรูปร่างเฉพาะของชิ้นส่วน กระบวนการนี้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีตั้งแต่รูปทรงเรียบง่ายไปจนถึงรูปทรงที่ไม่สมมาตรที่ซับซ้อนมาก

Impression Die Forging สามารถทำได้ด้วยเครื่องจักรหลากหลายประเภท รวมถึงเครื่องอัดไฮดรอลิก เครื่องอัดเชิงกล ค้อน และเครื่องพลิกคว่ำ เราใช้เครื่องพลิกคว่ำและเครื่องอัดแบบกลไกที่ Edgerton Forge

การตีขึ้นรูปเปรียบเทียบกับการหล่ออย่างไร

การตีขึ้นรูปจะแข็งแกร่งขึ้น การหล่อไม่สามารถรับผลกระทบจากการเสริมความแข็งแกร่งของการทำงานทั้งร้อนและเย็น การตีขึ้นรูปมีคุณสมบัติเหนือกว่าการหล่อด้วยคุณสมบัติด้านความแข็งแกร่งที่คาดเดาได้ – ทำให้เกิดความแข็งแกร่งที่เหนือกว่าที่มั่นใจได้แบบแยกส่วน

การตีจะปรับแต่งข้อบกพร่องจากการหล่อหลอมหรือแท่งหล่อแบบต่อเนื่อง การหล่อไม่มีการไหลของเกรนหรือความแข็งแรงในทิศทาง และกระบวนการนี้ไม่สามารถป้องกันการก่อตัวของข้อบกพร่องทางโลหะวิทยาบางอย่างได้ การเตรียมการตีเหล็กล่วงหน้าจะทำให้เกิดการไหลของเมล็ดพืชโดยมุ่งเน้นไปในทิศทางที่ต้องการความแข็งแกร่งสูงสุด โครงสร้างเดนไดรต์ การแยกโลหะผสม และความไม่สมบูรณ์ที่คล้ายกันนั้นได้รับการขัดเกลาในการตีขึ้นรูป

การตีขึ้นรูปมีความน่าเชื่อถือมากกว่าและมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า ข้อบกพร่องในการหล่อเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบ เนื่องจากการทำงานที่ร้อนจะทำให้ลวดลายของเกรนละเอียดขึ้น และให้คุณสมบัติด้านความแข็งแรง ความเหนียว และความต้านทานสูง ผลิตภัณฑ์หลอมจึงมีความน่าเชื่อถือมากกว่า และผลิตขึ้นโดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับการควบคุมกระบวนการและการตรวจสอบที่เข้มงวดยิ่งขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับการหล่อ

การตีขึ้นรูปมีการตอบสนองต่อการบำบัดความร้อนได้ดีขึ้น การหล่อต้องมีการควบคุมกระบวนการหลอมและการหล่อเย็นอย่างใกล้ชิด เนื่องจากอาจเกิดการแยกโลหะผสม ส่งผลให้การตอบสนองการรักษาความร้อนไม่สม่ำเสมอซึ่งอาจส่งผลต่อความตรงของชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว การตีขึ้นรูปตอบสนองต่อการอบชุบด้วยความร้อนได้แม่นยำยิ่งขึ้น และให้ความเสถียรของมิติที่ดีขึ้น

การตีขึ้นรูปมีความยืดหยุ่น การผลิตที่คุ้มต้นทุนปรับให้เข้ากับความต้องการ การหล่อบางชนิด เช่น การหล่อแบบพิเศษ ต้องใช้วัสดุและการควบคุมกระบวนการที่มีราคาแพง และใช้เวลาในการผลิตนานกว่า การรีดแม่พิมพ์แบบเปิดและการรีดวงแหวนเป็นตัวอย่างของกระบวนการตีขึ้นรูปที่ปรับให้เข้ากับระยะเวลาการผลิตที่หลากหลาย และทำให้ระยะเวลารอคอยสินค้าสั้นลง

การตีขึ้นรูปเปรียบเทียบกับการเชื่อมและการแปรรูปอย่างไร

การตีขึ้นรูปช่วยให้ประหยัดการผลิต ประหยัดวัสดุ การผลิตแบบเชื่อมมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าในการผลิตที่มีปริมาณมาก ในความเป็นจริง ชิ้นส่วนที่ประดิษฐ์ขึ้นเป็นแหล่งดั้งเดิมของการปลอมแปลงเมื่อปริมาณการผลิตเพิ่มขึ้น ต้นทุนเครื่องมือเริ่มต้นสำหรับการตีขึ้นรูปสามารถดูดซับได้โดยปริมาณการผลิตและการประหยัดวัสดุ และการตีขึ้นรูปด้วยเศรษฐศาสตร์การผลิตที่แท้จริง ต้นทุนแรงงานที่ลดลง การลดเศษซากและการทำงานซ้ำ และลดต้นทุนการตรวจสอบ

การตีขึ้นรูปจะแข็งแกร่งขึ้น โครงสร้างที่เชื่อมมักไม่มีความพรุน ข้อดีด้านความแข็งแรงใดๆ ที่ได้รับจากการเชื่อมหรือการยึดผลิตภัณฑ์รีดมาตรฐานอาจสูญหายไปเนื่องจากการเชื่อมหรือการเชื่อมที่ไม่ดี การวางแนวเกรนที่ได้จากการตีทำให้ชิ้นส่วนแข็งแกร่งขึ้น

การตีขึ้นรูปเสนอการออกแบบ/การตรวจสอบที่คุ้มค่า การประกอบแบบเชื่อมที่มีส่วนประกอบหลายชิ้นไม่สามารถเทียบกับการประหยัดต้นทุนที่ได้รับจากการตีขึ้นรูปชิ้นเดียวที่ออกแบบอย่างเหมาะสม การรวมชิ้นส่วนดังกล่าวอาจส่งผลให้ประหยัดต้นทุนได้มาก นอกจากนี้ การเชื่อมยังต้องมีขั้นตอนการตรวจสอบที่มีค่าใช้จ่ายสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบที่มีความเค้นสูง การตีขึ้นรูปไม่ได้

การตีขึ้นรูปมีคุณสมบัติทางโลหะวิทยาที่สม่ำเสมอและดีกว่า การเลือกการให้ความร้อนและการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอที่เกิดขึ้นในการเชื่อมสามารถให้คุณสมบัติทางโลหะวิทยาที่ไม่พึงประสงค์ เช่น โครงสร้างเกรนที่ไม่สอดคล้องกัน ในการใช้งาน รอยต่อแบบเชื่อมอาจทำหน้าที่เป็นรอยบากทางโลหะวิทยาที่อาจทำให้ชิ้นส่วนเสียหายได้ การตีขึ้นรูปไม่มีช่องว่างภายในที่ทำให้เกิดความล้มเหลวที่ไม่คาดคิดภายใต้ความเครียดหรือผลกระทบ

การตีขึ้นรูปทำให้การผลิตง่ายขึ้น การเชื่อมและการยึดเชิงกลจำเป็นต้องมีการเลือกวัสดุในการเชื่อมอย่างระมัดระวัง ชนิดและขนาดการยึด และการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดของการขันให้แน่น ซึ่งทั้งสองอย่างนี้จะเพิ่มต้นทุนการผลิต การตีขึ้นรูปทำให้การผลิตง่ายขึ้นและรับประกันคุณภาพและความสม่ำเสมอที่ดีขึ้นในแต่ละชิ้นส่วน

การตีขึ้นรูปเปรียบเทียบกับแท่ง/แผ่นกลึงอย่างไร

การตีขึ้นรูปมีช่วงขนาดที่กว้างกว่าของเกรดวัสดุที่ต้องการ ขนาดและรูปร่างของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็กเส้นและแผ่นจะถูกจำกัดตามขนาดที่จัดหาวัสดุเหล่านี้ บ่อยครั้งที่การตีขึ้นรูปอาจเป็นกระบวนการทำงานโลหะเพียงอย่างเดียวที่มีเกรดบางเกรดในขนาดที่ต้องการ การตีขึ้นรูปสามารถผลิตได้ในราคาประหยัดในหลากหลายขนาด ตั้งแต่ชิ้นส่วนที่มีขนาดที่ใหญ่ที่สุดน้อยกว่า 1 นิ้ว ไปจนถึงชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากกว่า 450,000 ปอนด์

การตีขึ้นรูปมีเกรนที่เน้นรูปร่างเพื่อความแข็งแรงที่มากขึ้น แท่งและเพลทที่กลึงแล้วอาจไวต่อความล้าและการกัดกร่อนจากความเค้นมากกว่า เนื่องจากการตัดเฉือนจะตัดลวดลายเกรนของวัสดุ ในกรณีส่วนใหญ่ การตีขึ้นรูปจะทำให้ได้โครงสร้างเกรนที่หันไปตามรูปร่างของชิ้นส่วน ส่งผลให้มีความแข็งแรง ความเหนียว และความต้านทานต่อแรงกระแทกและความล้าที่เหมาะสม

การตีขึ้นรูปทำให้การใช้วัสดุดีขึ้นและประหยัดมากขึ้น แผ่นตัดไฟเป็นกระบวนการที่สิ้นเปลือง ซึ่งเป็นหนึ่งในขั้นตอนการผลิตหลายขั้นตอนที่ใช้วัสดุมากกว่าที่จำเป็นในการผลิตชิ้นส่วน เช่น แหวนหรือดุม สูญเสียมากยิ่งขึ้นในการตัดเฉือนครั้งต่อไป

การตีขึ้นรูปทำให้ได้เศษเหล็กที่ต่ำกว่า การผลิตที่มากขึ้นและคุ้มค่ามากขึ้น การตีขึ้นรูป โดยเฉพาะรูปทรงใกล้ตาข่าย จะทำให้ใช้วัสดุได้ดีขึ้นและสร้างเศษเหล็กเพียงเล็กน้อย ในการดำเนินการผลิตปริมาณมาก การตีขึ้นรูปมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่ชัดเจน

การตีขึ้นรูปต้องการการดำเนินการรองน้อยลง ตามที่ให้มา แท่งและเพลทบางเกรดจำเป็นต้องมีการดำเนินการเพิ่มเติม เช่น การกลึง การเจียร และการขัดเงา เพื่อขจัดความผิดปกติของพื้นผิว และเพื่อให้ได้ผิวสำเร็จ ความแม่นยำของขนาด ความสามารถของเครื่องจักร และความแข็งแรงตามที่ต้องการ บ่อยครั้งที่การตีขึ้นรูปสามารถนำไปใช้ได้โดยไม่ต้องดำเนินการรองที่มีราคาแพง

การตีขึ้นรูปเปรียบเทียบกับชิ้นส่วนโลหะผง (P/M) อย่างไร

การตีขึ้นรูปจะแข็งแกร่งขึ้น คุณสมบัติทางกลมาตรฐานต่ำ (เช่น ความต้านทานแรงดึง) เป็นเรื่องปกติของชิ้นส่วน P/M การไหลของเกรนของการตีขึ้นรูปทำให้มั่นใจถึงความแข็งแกร่งที่จุดความเค้นวิกฤต

การตีขึ้นรูปมีความสมบูรณ์สูงกว่า จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนความหนาแน่นของชิ้นส่วนหรือการแทรกซึมที่มีค่าใช้จ่ายสูงเพื่อป้องกันข้อบกพร่องด้าน P/M ทั้งสองกระบวนการเพิ่มต้นทุน การปรับแต่งเกรนของชิ้นส่วนปลอมแปลงทำให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์ของโลหะและไม่มีข้อบกพร่อง

การตีขึ้นรูปต้องการการดำเนินการรองน้อยลง รูปร่าง P/M พิเศษ เกลียวและรู และพิกัดความเผื่อที่แม่นยำอาจต้องใช้การตัดเฉือนที่กว้างขวาง การตีขั้นทุติยภูมิสามารถลดลงได้จนถึงการตัดเฉือนขั้นสุดท้าย การเจาะรู และขั้นตอนง่ายๆ อื่นๆ ความสมบูรณ์โดยธรรมชาติของการตีขึ้นรูปทำให้พื้นผิวสำเร็จด้วยเครื่องจักรที่ยอดเยี่ยมและสม่ำเสมอ

การตีขึ้นรูปให้ความยืดหยุ่นในการออกแบบที่มากขึ้น รูปทรง P/M จำกัดอยู่เฉพาะรูปทรงที่สามารถดีดออกในทิศทางการกดได้ การตีขึ้นรูปช่วยให้สามารถออกแบบชิ้นส่วนได้ไม่จำกัดเฉพาะรูปร่างในทิศทางนี้

การตีขึ้นรูปใช้วัสดุที่มีราคาต่ำกว่าวัสดุตั้งต้นสำหรับชิ้นส่วน P/M คุณภาพสูงมักเป็นผงที่ทำให้เป็นละอองน้ำ อัลลอยด์ผสมล่วงหน้า และผงอบอ่อน ซึ่งมีราคาต่อปอนด์มากกว่าเหล็กกล้าแท่งอย่างมาก

หากต้องการเริ่มต้นโครงการหลอมโลหะครั้งต่อไป โปรดติดต่อเราเพื่อขอใบเสนอราคา แล้วทีมงานของเราจะติดต่อคุณไป