אנציקלופדיה של שיטות יצירת מתכות, מה עוד מלבד עיבוד שבבי

אוסף שלם של שיטות ליצירת מתכות, מה יש עוד מלבד עיבוד שבבי?

שיטת יצירת החומר היא חלק חשוב בתכנון החלק וגורם מפתח בתהליך העיבוד. בנוסף לעיבוד שבבי, הזרקת מתכת, יצירת פלסטיק והדפסה תלת מימדית שהופיעו בשנים האחרונות הן כולן טכנולוגיות עיקריות. בואו נסתכל מקרוב על שיטות אלה ליצירת מתכת המאפיינים של המלאכה.

יְצִיקָה

אל חלל התבנית יוצקים מתכת נוזלית המתאימה לצורתו וגודלו של החלק, ומצוננת ומתמצקת לקבלת חלקים או חלקים. זה נקרא בדרך כלל יצירת מתכת נוזלית או יציקה.

זרימת תהליך: מתכת נוזלית → מילוי → התכווצות התמצקות → יציקה

תכונות תהליך:

1. זה יכול לייצר חלקים עם צורות מורכבות שרירותיות, במיוחד אלה עם צורות חלל פנימי מורכבות.

2. יכולת הסתגלות חזקה, סוגים בלתי מוגבלים של סגסוגות, גודל כמעט בלתי מוגבל של יציקות.

3. מקור החומרים רחב, פסולת ניתנת להמסה מחדש והשקעת הציוד נמוכה.

4. שיעור גרוטאות גבוה, איכות משטח נמוכה ותנאי עבודה גרועים.

סיווג ליהוק:

(1) יציקת חול (יציקת חול)

שיטת יציקה לייצור יציקות בתבניות חול. ניתן להשיג פלדה, ברזל ורוב יציקות סגסוגת לא ברזליות ביציקת חול.

זרימת תהליך:

מאפיינים טכניים:

1. זה מתאים להכנת ריקים עם צורות מורכבות, במיוחד עם חללים פנימיים מורכבים;

2. יכולת הסתגלות רחבה ועלות נמוכה;

3. עבור חומרים מסוימים עם פלסטיות ירודה, כגון ברזל יצוק, יציקת חול היא תהליך היווצרות היחיד לייצור החלקים או החסר שלו.

יישום: בלוק צילינדר מנוע, ראש צילינדר, גל ארכובה ויציקות אחרות של מכוניות

(2) יציקת השקעה (יציקת השקעה)

בדרך כלל, הכוונה היא לייצור תבנית מחומר מתיך, כיסוי פני התבנית בכמה שכבות של חומר עקשן ליצירת קליפה, ולאחר מכן המסת התבנית ופריקה של הקליפה, כדי לקבל תבנית ללא משטח פרידה. , שניתן למלא לאחר צלייה בטמפרטורה גבוהה. פתרונות יציקה ליציקת חול. מכונה לעתים קרובות "יציקת שעווה אבודה".

זרימת תהליך:

יתרון:

1. דיוק ממדי גבוה ודיוק גיאומטרי;

2. חספוס משטח גבוה;

3. הוא יכול ליצוק יציקות עם צורות מורכבות, וסגסוגות היציקה אינן מוגבלות.

חסרונות: תהליך מסובך ועלות גבוהה

יישום: מתאים לייצור חלקים קטנים בעלי צורות מורכבות, דרישות דיוק גבוהות או עיבוד אחר קשה, כגון להבים של מנועי טורבינה וכו'.

(3) יציקה

באמצעות לחץ גבוה כדי ללחוץ מתכת מותכת לתוך חלל תבנית מתכת מדויקת במהירות גבוהה, המתכת המותכת מתקררת ומתמצקת בלחץ ליצירת יציקה.

זרימת תהליך:

יתרון:

1. במהלך היציקה, נוזל המתכת נושא לחץ גבוה וקצב הזרימה מהיר

2. איכות מוצר טובה, גודל יציב והחלפה טובה;

3. יעילות הייצור גבוהה, וניתן להשתמש בתבנית היציקה לעתים קרובות;

4. הוא מתאים לייצור המוני ובעל יתרונות כלכליים טובים.

חִסָרוֹן:

1. יציקות מועדות לנקבוביות זעירות ולהתכווצות.

2. ליציקות למות יש פלסטיות נמוכה, ולכן היא אינה מתאימה לעבודה תחת עומס פגיעה ורטט;

3. בעת יציקת סגסוגות עם נקודת התכה גבוהה, חיי התבנית נמוכים, מה שמשפיע על התרחבות ייצור היציקה.

יישום: יציקות גס שימשו לראשונה בתעשיית הרכב ובתעשיית המכשירים, ולאחר מכן התרחבו בהדרגה לתעשיות שונות, כגון מכונות חקלאיות, תעשיית כלי מכונות, תעשיית אלקטרוניקה, תעשייה ביטחונית, מחשבים, ציוד רפואי, שעונים, מצלמות וחומרה יומית ותעשיות אחרות.

(4) יציקה בלחץ נמוך (יציקה בלחץ נמוך)

הכוונה לשיטת מילוי התבנית במתכת נוזלית בלחץ נמוך יותר (0.02-0.06MPa) והתגבשות בלחץ ליצירת יציקה.

זרימת תהליך:

מאפיינים טכניים:

1. ניתן להתאים את הלחץ והמהירות בזמן היציקה, כך שניתן ליישם אותו על תבניות יציקה שונות (כגון תבניות מתכת, תבניות חול וכו'), יציקת סגסוגות שונות ויציקות בגדלים שונים;

2. מילוי סוג הזרקה תחתון מאומץ, מילוי המתכת המותכת יציב ללא התזות, מה שיכול למנוע את הגז המעורב ואת השחיקה של דופן העובש והליבה, ולשפר את קצב היציקות המוסמך;

3. היציקה מתגבשת בלחץ, מבנה היציקה צפוף, קווי המתאר ברורים, פני השטח חלקים והתכונות המכניות גבוהות, מה שמועיל במיוחד ליציקה של חלקים גדולים ודקים;

4. העלייה להזנה מושמטת, ושיעור ניצול המתכת גדל ל-90-98 אחוזים;

5. עוצמת עבודה נמוכה, תנאי עבודה טובים, ציוד פשוט, קל למימוש מיכון ואוטומציה.

יישום: מוצרים מסורתיים בעיקר (ראש צילינדר, רכזת גלגל, מסגרת צילינדר וכו').

(5) יציקה צנטריפוגלית (יציקה צנטריפוגלית)

שיטת יציקה בה יוצקים מתכת מותכת לתבנית מסתובבת, וממלאים את התבנית ומתמצקים בפעולת הכוח הצנטריפוגלי.

זרימת תהליך:

יתרון:

1. אין כמעט צריכת מתכת במערכת המזיגה ובמערכת העלייה, מה שמשפר את תפוקת התהליך;

2. אין צורך בליבה בעת ייצור יציקות חלולות, כך שניתן לשפר מאוד את יכולת מילוי המתכת בעת ייצור יציקות צינוריות ארוכות;

3. ליציקה יש צפיפות גבוהה, פחות פגמים כמו נקבוביות ותכלילי סיגים ותכונות מכניות גבוהות;

4. נוח לייצר יציקות מתכת מורכבות כגון חביות ושרוולים.

חִסָרוֹן:

1. ישנן מגבלות מסוימות כאשר משתמשים בהן לייצור יציקות בצורת מיוחד;

2. קוטר החור הפנימי של היציקה אינו מדויק, פני השטח של החור הפנימי מחוספסים יחסית, האיכות ירודה וקצבת העיבוד גדולה;

3. יציקות נוטות להפרדת משקל סגולי

יישום:

יציקה צנטריפוגלית שימשה לראשונה לייצור צינורות יצוקים. בבית ובחו"ל, טכנולוגיית יציקה צנטריפוגלית משמשת במכונות מתכות, כרייה, תחבורה, ניקוז והשקיה, תעופה, הגנה לאומית, רכב ותעשיות אחרות לייצור יציקות פלדה, ברזל וסגסוגת פחמן לא ברזלית. ביניהם, ייצור יציקות כמו צינורות ברזל יצוק צנטריפוגליים, ציפויי צילינדרים של מנוע בעירה פנימית ושרוולי פיר הוא הנפוץ ביותר.

(6) יציקת תבנית מתכת (יציקת יציקת כבידה)

שיטת יציקה בה מתכת נוזלית ממלאת תבנית מתכת בפעולת הכבידה ומקררת ומתמצקת בתבנית לקבלת יציקה.

זרימת תהליך:

יתרון:

1. המוליכות התרמית וקיבולת החום של תבנית המתכת גדולים, מהירות הקירור מהירה, מבנה היציקה צפוף והתכונות המכניות גבוהות בכ-15 אחוז מזו של יציקת החול.

2. ניתן לקבל יציקות עם דיוק מימד גבוה וחספוס משטח נמוך, והיציבות האיכותית טובה.

3. מכיוון שאין בשימוש בליבות חול או בשימוש נדיר, איכות הסביבה משתפרת, אבק וגזים מזיקים מופחתים ועוצמת העבודה פוחתת.

חִסָרוֹן:

1. לתבנית המתכת עצמה אין חדירות אוויר, ויש לנקוט באמצעים מסוימים כדי לייצא את האוויר בחלל ואת הגז שנוצר מליבת החול;

2. לסוג המתכת אין ויתור, והיציקה נוטה לסדקים כשהיא מתמצקת;

3. מחזור ייצור תבנית המתכת ארוך יותר והעלות גבוהה יותר. לכן, ניתן להראות השפעות כלכליות טובות רק כאשר מייצרים המוני בכמויות גדולות.

יישום:

יציקת תבניות מתכת מתאימה לא רק לייצור המוני של יציקות מסגסוגת לא ברזליות כמו סגסוגות אלומיניום וסגסוגות מגנזיום בעלות צורות מורכבות, אלא גם לייצור יציקות ומטילי מתכת ברזל ופלדה.

(7) יציקת ואקום (יציקת ואקום)

זהו תהליך מתקדם של יציקה המשפרת את התכונות המכניות ואיכות פני השטח של חלקי יציקה על ידי ביטול או צמצום משמעותי של הנקבוביות והגזים המומסים בחלקי היציקה על ידי מיצוי הגז בחלל היציקה במהלך היציקה. תהליך יציקה.

זרימת תהליך:

יתרון:

1. לחסל או לצמצם את הנקבוביות בתוך יציקת המות, לשפר את התכונות המכניות ואת איכות פני השטח של יציקת המות, ולשפר את ביצועי הציפוי;

2. כדי להפחית את הלחץ האחורי של החלל, ניתן להשתמש בסגסוגות בעלות לחץ ספציפי נמוך יותר וביצועי יציקה גרועים, וניתן ליצוק יציקות גדולות יותר עם מכונות קטנות;

3. תנאי המילוי משופרים, וניתן ליצוק יציקות דקות יותר;

חִסָרוֹן:

1. מבנה איטום העובש הוא מסובך, וקשה לייצור והתקנה, ולכן העלות גבוהה;

2. אם שיטת יציקת הוואקום אינה נשלטת כראוי, ההשפעה לא תהיה משמעותית במיוחד.

(8) יציקת סחיטה (יציקת לחיצה)

השיטה של ​​מיצוק מתכת נוזלית או מוצקה למחצה בלחץ גבוה, יצירת זרימה והשגת חלקי עבודה או חלקים ריק. יש לו את היתרונות של שיעור ניצול גבוה של מתכת נוזלית, תהליך פשוט ואיכות יציבה. זוהי טכנולוגיית יצירת מתכת חסכונית באנרגיה עם אפשרויות יישום פוטנציאליות.

זרימת תהליך:

יציקת שחול ישירה: ריסוס צבע, סגסוגת יצוקה, הידוק עובש, לחץ, שמירה על לחץ, הקלת לחץ, פיצול עובש, פירוק ריק, איפוס;

יציקת שחול עקיפה: ציפוי, הידוק עובש, הזנה, מילוי, לחץ, החזקת לחץ, הפגת לחץ, פרידת עובש, הוצאת תבנית ריק, איפוס.

מאפיינים טכניים:

1. זה יכול לחסל פגמים פנימיים כגון נקבוביות, חללי התכווצות ונקבוביות התכווצות;

2. חספוס משטח נמוך ודיוק ממדי גבוה;

3. זה יכול למנוע יצירת סדקי יציקה;

4. קל לממש מיכון ואוטומציה.

יישום: ניתן להשתמש בו לייצור סוגים שונים של סגסוגות, כגון סגסוגת אלומיניום, סגסוגת אבץ, סגסוגת נחושת, ברזל רקיע וכו'.

(9) יציקת קצף אבודה

דגמי הפרפין או הקצף הדומים בגודל ובצורה ליציקות מחוברים ומשולבים לאשכולות דגמים. לאחר צחצוח צבע עקשן וייבוש, הם נטמנים בחול קוורץ יבש לצורך יציקת רטט, ויוצקים בלחץ שלילי לאידוי הדגם, והמתכת הנוזלית תופסת את עמדת Model, שיטת יציקה חדשה היוצרת יציקה לאחר התמצקות וקירור.

זרימת תהליך: הקצפה מקדימה ← יציקה מקציפה ← טבילת צבע ← ייבוש ← דוגמנות ← מזיגה ← ניעור ← ניקוי

מאפיינים טכניים:

1. ליציקה יש דיוק גבוה וללא ליבת חול, מה שמפחית את זמן העיבוד;

2. ללא משטח פרידה, עיצוב גמיש ודרגת חופש גבוהה;

3. ייצור נקי, ללא זיהום;

4. להפחית את עלויות ההשקעה והייצור.

יישום:

הוא מתאים לייצור יציקות מדויקות בגדלים שונים עם מבנים מורכבים. סוגי הסגסוגות אינם מוגבלים, וקבוצות הייצור אינן מוגבלות. כגון מארז מנוע מברזל יצוק אפור, מרפק פלדת מנגן גבוה וכו '.

(10) יציקה מתמשכת (יציקה מתמשכת)

שיטת יציקה מתקדמת, העיקרון הוא יציקת מתכת מותכת באופן רציף לתוך תבנית מתכת מיוחדת הנקראת מגבש, והיציקה המוצקה (הקרומה) ​​נשלפת ברציפות מהקצה השני של המגבש, היא יכולה להשיג יציקות בכל אורך או ספציפי אורכים.

מאפיינים טכניים:

1. בשל הקירור המהיר של המתכת, ההתגבשות צפופה, המבנה אחיד והתכונות המכניות טובות;

2. שמור מתכת והגדל את התשואה;

3. התהליך מפושט, והמידול ותהליכים נוספים פטורים, ובכך מפחיתים את עוצמת העבודה; גם אזור הייצור הנדרש מצטמצם מאוד;

4. ייצור יציקה רציפה קל למימוש מיכון ואוטומציה, ומשפר את יעילות הייצור.

יישום:

שיטת היציקה הרציפה יכולה ליצוק פלדה, ברזל, סגסוגת נחושת, סגסוגת אלומיניום, סגסוגת מגנזיום ויציקות ארוכות אחרות עם צורות חתך קבועות, כגון מטילי, לוחות, בילטים, צינורות וכו'.

יצירת פלסטיק

באמצעות הפלסטיות של החומר, שיטת התהליך של עיבוד חומר העבודה עם פחות חיתוך או ללא חיתוך בכוח החיצוני של הכלי והתבנית. ישנם סוגים רבים שלו, בעיקר כולל פרזול, גלגול, שחול, שרטוט, הטבעה וכן הלאה.

(1) חישול

זוהי שיטת עיבוד המשתמשת במכונות פרזול כדי להפעיל לחץ על חלקי מתכת כדי לגרום לעיוות פלסטי כדי להשיג פרזול עם תכונות מכניות מסוימות, צורות וגדלים מסוימים.

על פי מנגנון העיצוב, ניתן לחלק את הפרזול לזיוף חופשי, חישול מת, גלגול טבעת ופרזול מיוחד.

פרזול חופשי: בדרך כלל על חישול פטיש או מכבש הידראולי, תוך שימוש בכלים פשוטים כדי לפטיש מטילי מתכת או בלוקים לצורות וגדלים הנדרשים.

חישול מת: הוא נוצר על ידי שימוש במות על פטיש חישול מת או במכבש חם.

גלגול טבעת: מתייחס לייצור חלקי טבעת בקטרים ​​שונים באמצעות מכונות גלגול טבעת עם ציוד מיוחד, ומשמש גם לייצור חלקים בצורת גלגל כגון רכזות רכב וגלגלי רכבת.

פרזול מיוחד: כולל פרזול גליל, גלגול טריז צולב, פרזול רדיאלי, פרזול נוזלי ושיטות פרזול נוספות, המתאימות יותר לייצור חלקים בעלי צורות מיוחדות.

תהליך טכנולוגי: חימום בילט ← הכנת פרזול גלגול ← יצירת פרזול ← חיתוך קצה ← ניקוב ← יישור ← בדיקת ביניים ← טיפול בחום של פרזול ← ניקוי ← יישור ← בדיקה

מאפיינים טכניים:

1. איכות הפרזול גבוהה מזו של יציקות ויכולה לעמוד בכוח פגיעה גדול. הפלסטיות, הקשיחות ושאר התכונות המכניות גבוהות יותר מיציקות או אפילו גבוהות יותר מחלקים מתגלגלים.

2. חסכו בחומרי גלם וקצרו את שעות העיבוד.

3. יעילות ייצור גבוהה.

4. פרזול חופשי מתאים לייצור חלקים בודדים ואצוות קטנות, ובעל גמישות רבה.

יישום:

גלילים וגלגלי שיניים של מפעלי גלגול גדולים, רוטורים, אימפלרים וטבעות תמיכה של טורבוגנרטורים, צילינדרים ועמודים עובדים של מכבשים הידראוליים ענקיים, צירים של קטרים, גלי ארכובה ומוטות חיבור של מכוניות וטרקטורים וכו'.

(2) מתגלגל

שיטת עיבוד בלחץ שבה ריק המתכת עובר דרך הרווח בין זוג גלילים מסתובבים (צורות שונות), וחתך החומר מצטמצם והאורך גדל עקב היווצרות הדחיסה וגלגול הגלילים.

סיווג מתגלגל:

לפי תנועת החתיכה המגולגלת יש: גלגול אורכי, גלגול אופקי וגלגול מוטה. גלגול אורכי הוא תהליך שבו מתכת עוברת בין שני גלילים בעלי כיווני סיבוב מנוגדים ומייצרת דפורמציה פלסטית ביניהם; כיוון התנועה של החתיכה המגולגלת לאחר דפורמציה עולה בקנה אחד עם כיוון ציר הגליל; ציר גלגול זווית לא מיוחדת.

יישום:

הוא משמש בעיקר בפרופילי מתכת, צלחות, צינורות וכו', כמו גם כמה חומרים לא מתכתיים כגון מוצרי פלסטיק ומוצרי זכוכית.

(3) שחול

תחת פעולת לחץ דחיסה לא אחיד תלת כיווני, הבילט מוחלף מהפתח או הרווח של התבנית כדי להקטין את שטח החתך ולהגדיל את האורך, ושיטת העיבוד להפוך למוצר הרצוי נקראת שחול. עיבוד זה של הבילט נקרא דפוס שחול. .

זרימת תהליך:

הכנה לפני שחול → חימום מוט יציקה → שחול → מתיחה, פיתול ויישור → ניסור (חיתוך לאורך) → בדיקת דגימה → יישון מלאכותי → אריזה ואחסון

יתרון:

1. מגוון רחב של ייצור, מפרטי מוצר וזנים;

2. גמישות ייצור גדולה, מתאים לייצור אצווה קטנה;

3. למוצר יש דיוק ממדי גבוה ואיכות פני שטח טובה;

4. פחות השקעה בציוד, אזור בית מלאכה קטן, קל למימוש ייצור אוטומטי.

חִסָרוֹן:

1. אובדן גדול של פסולת גיאומטרית;

2. זרימת מתכת לא אחידה;

3. מהירות שחול נמוכה וזמן עזר ארוך;

4. בלאי הכלים גדול והעלות גבוהה.

היקף יישום הייצור: משמש בעיקר לייצור מוטות ארוכים, חורים עמוקים, חלקים דקים וחלקי חתך מיוחדים.

(4) משיכה

שיטת עיבוד פלסטית שבה כוח חיצוני פועל על הקצה הקדמי של המתכת הנמשכת כדי למשוך את ריק המתכת מתוך חור תבנית הקטן מהחתך של הריק כדי לקבל תוצר בעל צורה וגודל מתאימים.

יתרון:

1. גודל מדויק ומשטח חלק;

2. הכלים והציוד פשוטים;

3. ייצור מהיר רציף של מוצרים ארוכים עם חתכים קטנים.

חִסָרוֹן:

1. כמות העיוות למעבר והדפורמציה הכוללת בין שני חישולים מוגבלים;

2. האורך מוגבל.