Proces de turnare și forjare
În prelucrarea metalelor, turnarea este un proces în care un metal lichid este livrat într-o matriță (de obicei printr-un creuzet) care conține o impresie negativă (adică o imagine negativă tridimensională) a formei dorite.Metalul este turnat în matriță printr-un canal gol numit sprue.Metalul și matrița sunt apoi răcite, iar partea metalică (turnația) este extrasă.Turnarea este folosită cel mai adesea pentru realizarea de forme complexe care ar fi dificil sau neeconomic de realizat prin alte metode.
Procesele de turnare sunt cunoscute de mii de ani și au fost utilizate pe scară largă pentru sculptură (în special în bronz), bijuterii din metale prețioase și arme și unelte.Piese turnate înalt proiectate se găsesc în 90% dintre bunurile de folosință îndelungată, inclusiv mașini, camioane, industria aerospațială, trenuri, echipamente de minerit și construcții, puțuri de petrol, aparate, țevi, hidranți, turbine eoliene, centrale nucleare, dispozitive medicale, produse de apărare, jucării și Mai mult.
Tehnicile tradiționale includ turnarea cu ceară pierdută (care poate fi împărțită în continuare în turnare centrifugă și turnare directă asistată cu vid), turnarea cu matriță de ipsos și turnarea cu nisip.
Procesul modern de turnare este împărțit în două categorii principale: turnare consumabile și turnare neutilizabilă.Acesta este descompus în continuare de materialul matriței, cum ar fi nisipul sau metalul, și metoda de turnare, cum ar fi gravitația, vidul sau presiunea scăzută.
Forjarea este un proces de fabricație care implică modelarea metalului folosind forțe de compresiune localizate.Loviturile sunt livrate cu un ciocan (adesea un ciocan de putere) sau o matriță.Forjarea este adesea clasificată în funcție de temperatura la care este efectuată: forjare la rece (un tip de prelucrare la rece), forjare la cald sau forjare la cald (un tip de prelucrare la cald).Pentru ultimele două, metalul este încălzit, de obicei într-o forjă.Piesele forjate pot varia în greutate de la mai puțin de un kilogram la sute de tone metrice. Forjarea a fost făcută de fierari de milenii;produsele tradiționale erau ustensile de bucătărie, feronerie, unelte de mână, arme cu tăiș, chimvale și bijuterii.De la Revoluția Industrială, piesele forjate sunt utilizate pe scară largă în mecanisme și mașini oriunde o componentă necesită rezistență ridicată;astfel de forjare necesită de obicei o prelucrare ulterioară (cum ar fi prelucrarea) pentru a obține o piesă aproape finită.Astăzi, forjarea este o industrie majoră la nivel mondial
Turnarea cu matrițe consumabile este o clasificare generică care include nisip, plastic, coajă, ipsos și mulaje de investiție (tehnica cu ceară pierdută).Această metodă de turnare a matriței implică utilizarea de matrițe temporare, nereutilizabile.
Turnare cu nisip
Turnarea cu nisip este unul dintre cele mai populare și simple tipuri de turnare și a fost folosită de secole.Turnarea cu nisip permite loturi mai mici decât turnarea permanentă cu matriță și la un cost foarte rezonabil.Această metodă nu numai că permite producătorilor să creeze produse la un cost scăzut, dar există și alte beneficii ale turnării cu nisip, cum ar fi operațiunile de dimensiuni foarte mici.Procesul permite ca piese turnate suficient de mici să se potrivească în palma cuiva, până la cele suficient de mari doar pentru paturile de tren (o turnare poate crea întregul pat pentru un vagon).Turnarea cu nisip permite, de asemenea, turnarea majorității metalelor în funcție de tipul de nisip folosit pentru matrițe.
Turnarea cu nisip necesită un timp de livrare de zile, sau chiar săptămâni uneori, pentru producția la viteze mari de producție (1–20 bucăți/oră-mulț) și este de neegalat pentru producția de piese mari.Nisipul verde (umed), de culoare neagră, nu are aproape nicio limită de greutate, în timp ce nisipul uscat are o limită practică de masă de 2.300–2.700 kg (5.100–6.000 lb).Greutatea minimă a părții variază de la 0,075–0,1 kg (0,17–0,22 lb).Nisipul este lipit folosind argile, lianți chimici sau uleiuri polimerizate (cum ar fi uleiul de motor).Nisipul poate fi reciclat de multe ori în majoritatea operațiunilor și necesită puțină întreținere.
Turnare lut
Modelarea lut a fost folosită pentru a produce obiecte mari simetrice, cum ar fi tunurile și clopotele bisericii.Loam este un amestec de argilă și nisip cu paie sau bălegar.Un model al produsului este format dintr-un material friabil (chemise).Mucegaiul se formează în jurul acestei chemise prin acoperirea ei cu argilă.Acesta este apoi copt (ars) și chemiseta îndepărtată.Matrița este apoi așezată în poziție verticală într-o groapă din fața cuptorului pentru a fi turnat metalul.Ulterior matrița este ruptă.Astfel, matrițele pot fi folosite o singură dată, astfel încât alte metode sunt preferate pentru majoritatea scopurilor.
Turnare tip gips
Turnarea cu ipsos este similară cu turnarea cu nisip, cu excepția faptului că ipsosul de Paris este folosit în locul nisipului ca material de matriță.În general, prepararea formei durează mai puțin de o săptămână, după care se obține o rată de producție de 1–10 unități/oră-mucegai, cu articole de până la 45 kg (99 lb) și de până la 30 g (1 oz). cu finisare foarte bună a suprafeței și toleranțe strânse.[5]Turnarea în ipsos este o alternativă ieftină la alte procese de turnare pentru piese complexe datorită costului scăzut al tencuielii și a capacității sale de a produce piese turnate aproape de formă netă.Cel mai mare dezavantaj este că poate fi utilizat numai cu materiale neferoase cu punct de topire scăzut, cum ar fi aluminiul, cuprul, magneziul și zincul.
Turnarea cochiliei
Turnarea cochiliei este similară cu turnarea cu nisip, dar cavitatea de turnare este formată dintr-o „cochilie” de nisip întărită în loc de un balon umplut cu nisip.Nisipul folosit este mai fin decât nisipul de turnare cu nisip și este amestecat cu o rășină, astfel încât să poată fi încălzit de model și întărit într-o coajă în jurul modelului.Datorită rășinii și nisipului mai fin, oferă un finisaj mult mai fin al suprafeței.Procesul este ușor automatizat și mai precis decât turnarea cu nisip.Metalele comune care sunt turnate includ fonta, aluminiul, magneziul și aliajele de cupru.Acest proces este ideal pentru articolele complexe care sunt de dimensiuni mici până la mijlocii.
Turnare de investiții
Turnarea cu investiții (cunoscută ca turnare cu ceară pierdută în artă) este un proces care a fost practicat de mii de ani, procesul cu ceară pierdută fiind una dintre cele mai vechi tehnici cunoscute de formare a metalelor.De la 5000 de ani în urmă, când ceara de albine a format modelul, până la ceara de înaltă tehnologie, materialele refractare și aliajele specializate de astăzi, piesele turnate asigură că componentele de înaltă calitate sunt produse cu beneficiile cheie de precizie, repetabilitate, versatilitate și integritate.
Turnarea de investiții își trage numele de la faptul că modelul este îmbrăcat, sau înconjurat, cu un material refractar.Modelele de ceară necesită îngrijire extremă, deoarece nu sunt suficient de puternice pentru a rezista forțelor întâlnite în timpul confecționării matriței.Un avantaj al turnării cu investiții este că ceara poate fi reutilizată.
Procesul este potrivit pentru producția repetabilă de componente de formă netă dintr-o varietate de metale diferite și aliaje de înaltă performanță.Deși este utilizat în general pentru piese turnate mici, acest proces a fost folosit pentru a produce tocuri complete de uși de aeronave, cu piese turnate din oțel de până la 300 kg și piese turnate din aluminiu de până la 30 kg.În comparație cu alte procese de turnare, cum ar fi turnarea sub presiune sau turnarea în nisip, poate fi un proces costisitor.Cu toate acestea, componentele care pot fi produse folosind turnarea cu investiții pot încorpora contururi complicate și, în majoritatea cazurilor, componentele sunt turnate aproape de forma netă, deci necesită puțină sau deloc relucrare odată turnate.
Forjarea poate produce o piesă care este mai rezistentă decât o piesă turnată sau prelucrată echivalentă.Pe măsură ce metalul este modelat în timpul procesului de forjare, textura sa granulară internă se deformează pentru a urma forma generală a piesei.Ca rezultat, variația texturii este continuă în întreaga piesă, dând naștere unei piese cu caracteristici de rezistență îmbunătățite. În plus, piesele forjate pot obține un cost total mai mic decât turnarea sau fabricarea.Luând în considerare toate costurile care sunt suportate în ciclul de viață al unui produs, de la achiziție până la timpul de reluare, și luând în considerare costurile deșeurilor, timpul de nefuncționare și alte considerente de calitate, beneficiile pe termen lung ale pieselor forjate pot depăși economiile de costuri pe termen scurt. pe care le-ar putea oferi turnările sau fabricațiile.
Unele metale pot fi forjate la rece, dar fierul și oțelul sunt aproape întotdeauna forjate la cald.Forjarea la cald previne întărirea prin lucru care ar rezulta din formarea la rece, ceea ce ar crește dificultatea efectuării operațiilor de prelucrare secundară a piesei.De asemenea, în timp ce călirea prin lucru poate fi de dorit în anumite circumstanțe, alte metode de întărire a piesei, cum ar fi tratarea termică, sunt în general mai economice și mai controlabile.Aliajele care sunt predispuse la întărirea prin precipitare, cum ar fi majoritatea aliajelor de aluminiu și titan, pot fi forjate la cald, urmate de călire.
Producția de forjare implică cheltuieli de capital semnificative pentru mașini, scule, facilități și personal.În cazul forjarii la cald, este necesar un cuptor cu temperatură înaltă (uneori denumit forja) pentru a încălzi lingourile sau țaglele.Datorită dimensiunii ciocanelor și preselor masive de forjare și a pieselor pe care le pot produce, precum și a pericolelor inerente lucrării cu metal fierbinte, este adesea necesară o clădire specială pentru a găzdui operația.În cazul operațiunilor de forjare cu picătură, trebuie luate măsuri pentru a absorbi șocurile și vibrațiile generate de ciocan.Majoritatea operațiunilor de forjare folosesc matrițe de formare a metalului, care trebuie prelucrate cu precizie și tratate termic cu atenție pentru a modela corect piesa de prelucrat, precum și pentru a rezista la forțele extraordinare implicate.
Piese turnate cu
Proces de prelucrare CNC
Fonta GGG40
Piese de prelucrare CNC
Oțel turnat GS52
prelucrarea pieselor
Prelucrare 35CrMo
piese de forjare din aliaje
