Smed populærvidenskab

Smedning Betegner brugen af ​​smedemaskiner til at påføre tryk på metalstykker for at fremme plastisk deformation for at opnå bestemte mekaniske egenskaber, specifik form og størrelse af smedningen. Det er en af ​​de to hovedkomponenter i smedning (herunder smedning og prægning). Gennem smedning kan man eliminere defekter som metalsmeltning og optimere mikrostrukturen. Samtidig, fordi hele metalstrømningen bevares, er de mekaniske egenskaber ved smedningen normalt bedre end ved støbning af samme materiale. I de relevante maskiner vil de fleste smedede dele blive brugt til vigtige dele med høj belastning og strenge arbejdsforhold, bortset fra den relativt simple form, der kan bruges til valsede plader, profiler eller svejsede dele.

1. Deformationstemperatur

Stålets starttemperatur for omkrystallisation er omkring 727 ℃, men 800 ℃ bruges generelt som delelinje, højere end 800 ℃ kaldes varm smedning; mellem 300 og 800 ℃ kaldes varm smedning eller halvvarm smedning, smedning ved stuetemperatur kaldes koldsmedning. Smedninger, der anvendes i de fleste industrier, kaldes varm smedning, og varm og kold smedning bruges hovedsageligt til smedning af biler, generelle maskiner og andre dele. Varmsmedning og koldsmedning kan effektivt spare materialer.

2. Smedjekategori

Som nævnt ovenfor kan den opdeles i varm smedning, varm smedning og koldsmedning afhængigt af smedetemperaturen. I henhold til formningsmekanismen kan smedning opdeles i fri smedning, matricesmedning, slibeformning og specialsmedning.

1) Fri smedning

Henviser til forarbejdningsmetoden, hvor man bruger simple universalværktøjer eller direkte påfører ekstern kraft på emnet mellem smedeudstyrets øvre og nedre ambolt for at deformere emnet og opnå den nødvendige geometri og indre kvalitet af smedegodset. Smedede emner produceret ved hjælp af frismedningsmetoden kaldes frismedning. Frismedning er hovedsageligt baseret på produktion af smedegods i små partier, ved hjælp af smedehammer, hydraulisk presse og andet smedeudstyr til at forme og forarbejde emnet og opnå kvalificerede smedegods. Den grundlæggende proces ved frismedning omfatter stukning, forlængelse, stansning, skæring, bøjning, vridning, forskydning og smedning. Frismedning anvendes alle i varmsmedningstilstanden.

2) Formsmedning

Formsmedning er opdelt i åben formsmedning og lukket formsmedning. Metalbilletter komprimeres og deformeres i smedekammeret med en bestemt form for at opnå smededelene. Formsmedning bruges generelt til produktion af dele med lille vægt og store partier. Formsmedning kan opdeles i varm formsmedning, varm smedning og koldsmedning. Varmsmedning og koldsmedning er den fremtidige udviklingsretning for formsmedning og repræsenterer også niveauet af smedeteknologi.

Ifølge materialepunkterne kan smedning af jern også opdeles i smedning af sortmetaller, smedning af ikke-jernholdige metaller og formning af pulverprodukter. Som navnet antyder, er materialerne jernholdige metaller såsom Kulstofståll, ikke-jernholdige metaller såsom kobber og aluminium samt pulvermetallurgimaterialer.

Ekstrudering bør tilskrives smedning og kan opdeles i tungmetalekstrudering og letmetalekstrudering.

Lukket matricesmedning og lukket heading-smedning tilhører to avancerede processer inden for matricesmedning. Fordi der ikke er nogen flyvende kant, er materialets udnyttelsesgrad høj. Færdiggørelsen af ​​komplekse smedegods kan udføres i én proces eller flere processer. Da der ikke er nogen flyvende kant, reduceres smedegodsets spændingsområde, og den nødvendige belastning reduceres også. Det skal dog bemærkes, at emnet ikke bør begrænses fuldstændigt, så emnets volumen bør kontrolleres nøje, den relative position af smededysen og måling af smedegodset, og der bør stræbes efter at reducere sliddet på smededysen.

3) Nå frem til ringen

Ringfræsning refererer til produktion af ringdele med forskellige diametre ved hjælp af en specialudstyret ringfræsemaskine, som også bruges til at producere hjuldele såsom bilhjul og toghjul.

4) Specialsmedning

Specialsmedning omfatter valsesmedning, kileformet tværvalsning, radialsmedning, flydende matricesmedning og andre smedemetoder. Disse metoder er mere egnede til produktion af nogle specialformede dele. For eksempel kan valsesmedning bruges som en effektiv forformningsproces til at reducere det efterfølgende formningstryk betydeligt; kileformet tværvalsning kan producere stålkugler, drivaksler, og radialsmedning kan producere store smedeemner såsom geværløb og trinaksel.

5) Smedningsform

I henhold til bevægelsesmåden for smedeformen kan smedning opdeles i svingvalsning, svingrotationssmedning, valsesmedning, kileformet tværvalsning, valsering og skråvalsning. Valsering, svingrotationssmedning og valsering kan også bearbejdes ved finsmedning. For at forbedre materialernes udnyttelsesgrad kan valsesmedning og tværvalsning anvendes som den første proces til bearbejdning af slanke materialer. Rotationssmedning har, ligesom frismedning, også den fordel, at den kan formes med en lille smedekraft sammenlignet med smedestørrelsen. Smedningsmetoden, inklusive frismedning, bearbejder materialer fra formens overflade til den frie overflade, hvilket gør det vanskeligt at sikre nøjagtighed. Derfor kan smedeformens bevægelsesretning og rotationssmedningsprocessen styres med computerstyring og kan bruges til lav smedekraft til komplekse former og højpræcisionsprodukter, såsom produktionsvarianter og store størrelser af dampturbineblade.

Smedningsudstyrets formbevægelse er uforenelig med frihedsgraden. I henhold til dødpunktets deformationsbegrænsningskarakteristika kan smedeudstyret opdeles i følgende fire former:

Begrænsende smedekraftform: Olietrykket driver direkte glideoliepressen.

Kvasi-slaggrænsetilstand: oliepressen driver oliepressen i krumtapkoblingsmekanismen.

Slaglængdegrænse: mekanisk presse, der driver slæden med krumtap, plejlstang og kilemekanisme.

Energibegrænsningstilstand: brug af skruemekanismen på spiral- og friktionspressen.

For at opnå høj nøjagtighed skal man være opmærksom på at forhindre overbelastning ved det nedre dødpunkt og kontrollere hastigheden og matricens position. Da disse vil have indflydelse på smedetolerancen, formens nøjagtighed og smedematricens levetid. Derudover skal man for at opretholde nøjagtigheden også være opmærksom på at justere glideskinnens spillerum, sikre stivheden, justere dødpunktet og bruge en subsidieret transmissionsenhed og andre foranstaltninger.

Der er også lodret og vandret bevægelse af slæderne (til smedning af slanke dele, smørekøling og højhastighedsproduktion af dele), og brugen af ​​kompensationsanordningen kan øge bevægelsen i andre retninger. Ovenstående metoder er forskellige, den nødvendige smedekraft, proces, materialeudnyttelse, udbytte, størrelsestolerance og smørekølingsmetoder er forskellige, og disse faktorer påvirker også automatiseringsniveauet.

3. Smedjematerialer

Smedningsmaterialer er hovedsageligt kulstofstål og legeret stål af forskellige komponenter, efterfulgt af aluminium, magnesium, kobber, titanium og deres legeringer. Materialets oprindelige tilstand er stangmateriale, barre, metalpulver og flydende metal. Forholdet mellem metallets tværsnitsareal før deformation og tværsnitsarealet efter deformation kaldes smedeforholdet. Det korrekte valg af smedeforhold, rimelig opvarmningstemperatur og isoleringstid, rimelig startsmedningstemperatur og slutsmedningstemperatur, rimelig deformation og deformationshastighed har et godt forhold til at forbedre produktkvaliteten og reducere omkostningerne.

Generelt er små og mellemstore smedegods runde eller firkantede stænger som billet. Stangmaterialets kornstruktur og mekaniske egenskaber er ensartede, gode, præcise form og størrelse, god overfladekvalitet, og det er nemt at organisere masseproduktion. Så længe opvarmningstemperaturen og deformationsforholdene er rimeligt kontrollerede, kan smedegods med fremragende ydeevne smedes uden stor smededeformation.

Ingot kun til store smedegods. Barren er et støbt væv med større søjleformede krystaller og en løs midte. Derfor er det nødvendigt at bryde cylindriske krystaller i fine korn og lave en løs komprimering for at opnå fin metalorganisering og mekaniske egenskaber.

Den pressede og brændte præfabrikerede pulvermetallurgi-barre kan smedes uden flyside-form i varm tilstand. Smedepulveret har tætheden af ​​​​generel formsmedning, med gode mekaniske egenskaber og høj nøjagtighed, hvilket kan reducere den efterfølgende bearbejdning. Pulversmedeemner er velorganiserede uden segregering og kan bruges til at fremstille emner såsom små gear. Men prisen på pulver er meget højere end prisen på generel stang, og anvendelsen i produktionen er til en vis grad begrænset.

Det statiske tryk påføres det flydende metal, der hældes i formkammeret, for at opnå størkning, krystallisation, flydeevne, plastisk deformation og formning under trykket, hvorved den ønskede form og ydeevne opnås. Flydende metalstøbning er en formningsmetode, der ligger mellem støbning og støbeformning. Det er især velegnet til komplekse tyndvæggede dele, der er vanskelige at forme ved almindelig støbeformning.

Ud over de sædvanlige materialer, såsom forskellige komponenter af kulstofstål og legeret stål, efterfulgt af aluminium, magnesium, kobber, titanium og dets legeringer, jernbaserede højtemperaturlegeringer, nikkelbaserede højtemperaturlegeringer og koboltbaserede højtemperaturlegeringer, deformationslegeringer smedes eller valses ved hjælp af smedning eller valsning. Disse legeringer er dog relativt smalle på grund af deres plastiske areal, så smedevanskeligheden er relativt stor. Der er strenge krav til forskellige materialers opvarmningstemperatur, smedetemperatur og slutsmedetemperatur.

4. Procesflow

Forskellige smedemetoder har forskellige processer, blandt hvilke den teknologiske proces med varmformsmedning er den længste. Den generelle rækkefølge er: smedefremføring af billets; opvarmning af smedegods; forberedelse af valsesmedning; formsmedning; skærekant; stansning; korrektion; mellemliggende inspektion, kontrol af smedegodsets størrelse og overfladefejl; varmebehandling af smedegods for at eliminere smedespændinger og forbedre metalbearbejdningsevnen; rengøring, primært for at fjerne overfladeoxidationshud; korrektion; inspektion. Generelle smedegods skal gennemgå udseende- og hårdhedsinspektion, og vigtige smedegods skal testes gennem analyse af kemisk sammensætning, mekaniske egenskaber, restspænding og ikke-destruktiv prøvning.

5. Funktioner af smedegods

Sammenlignet med støbegods kan metal forbedre sin struktur og mekaniske egenskaber. Støbevævet deformeres efter termisk deformation af støbematerialet på grund af deformation af metallet og omkrystallisationen. Dette skaber en finkornet struktur af de oprindelige tykke dendrit- og søjleformede korn med en ensartet størrelse og aksial omkrystallisation. Dette skaber en oprindelig adskillelse, løshed, porer, slaggedannelse og svejsning, hvilket forbedrer metallets plasticitet og mekaniske egenskaber.
De mekaniske egenskaber ved støbegods er lavere end for smedegods af samme materiale. Derudover kan smedeprocesser sikre kontinuiteten i metalfiberorganiseringen, således at fiberorganiseringen i smedegodset og formen på smedegodset, metalstrømningen er fuldstændig, hvilket kan sikre, at delene har gode mekaniske egenskaber og lang levetid. Smedede gods produceret ved præcisionssmedning, koldekstrudering, temperaturekstrudering og andre processer er uforlignelige med støbegods.
En smedning er en genstand, hvor et metal sættes under tryk for at skabe en ønsket form eller danne en passende trykkraft. Denne kraft opnås normalt ved hjælp af en hammer eller tryk. Smedningsprocessen opbygger en fin partikelstruktur og forbedrer metallets fysiske egenskaber. I den faktiske brug af delene får et korrekt design partiklerne til at flyde i retning af hovedtrykket. Støbning er en metalformningsgenstand, der opnås ved forskellige støbemetoder, nemlig smeltning af det flydende metal, med hældning, presning, sugning eller andre støbemetoder i den forberedte støbeform, afkøling efter slibning, rengøring og efterbehandling, genstanden med en bestemt form, størrelse og ydeevne.