לזייף מדע פופולרי
לְטִישָׁה מתייחס לשימוש במכונות חישול להפעלת לחץ על מתכת בילט כדי לקדם דפורמציה פלסטית, על מנת להשיג תכונות מכניות מסוימות, צורה וגודל ספציפיים של החישול, זהו אחד משני המרכיבים העיקריים של החישול (כולל חישול והטבעה). באמצעות חישול ניתן לבטל פגמים כגון התכת מתכת, ולמטב את המיקרו-מבנה. יחד עם זאת, מכיוון שקו הזרם המתכתי המלא נשמר, התכונות המכניות של החישול בדרך כלל טובות יותר מאשר יציקה מאותו חומר. במכונות הרלוונטיות, עבור חלקים חשובים עם עומס גבוה ותנאי עבודה מחמירים, למעט צורות פשוטות יחסית, ניתן להשתמש בפלטה מגולגלת, פרופיל או חלקים מרותכים, רוב החלקים החושפים ישמשו.
- טמפרטורת דפורמציה
טמפרטורת ההתגבשות ההתחלתית של פלדה היא כ-727 מעלות צלזיוס, אך בדרך כלל משתמשים ב-800 מעלות צלזיוס כקו החלוקה, ומעלה מ-800 מעלות צלזיוס נקרא חישול חם; בין 300 ל-800 מעלות צלזיוס נקרא חישול חם או חישול חצי חם, חישול בטמפרטורת החדר נקרא חישול קר. חומרי חישול המשמשים ברוב התעשיות הם חישול חם, וחישול חם וחישול קר משמשים בעיקר לחישול של רכב, מכונות כלליות וחלקים אחרים. חישול חם וחישול קר יכולים לחסוך ביעילות בחומרים.
- קטגוריית חישול
כפי שצוין לעיל, לפי טמפרטורת העיצוב, ניתן לחלק את העיצוב לעיצוב חם, עיצוב חם וחישול קר. לפי מנגנון העיצוב, ניתן לחלק את העיצוב לעיצוב חופשי, עיצוב תבנית, עיצוב טבעתי ליטוש וחישול מיוחד.
1) חישול חופשי
מתייחס לשיטת עיבוד של שימוש בכלים אוניברסליים פשוטים או הפעלת כוח חיצוני ישירות על הבילט בין הסדן העליון והתחתון של ציוד החישול כדי לעוות את החלק הריק ולהשיג את הגיאומטריה והאיכות הפנימית הנדרשים של החישולים. חישולים המיוצרים בשיטת החישול החופשי נקראים חישולים חופשיים. חישול חופשי מבוסס בעיקר על ייצור חישולים בכמות קטנה, באמצעות פטיש חישול, מכבש הידראולי וציוד חישול אחר לעיצוב ועיבוד הבילט, ולהשגת חישולים מתאימים. התהליך הבסיסי של חישול חופשי כולל קיבוע, הארכה, ניקוב, חיתוך, כיפוף, פיתול, תזוזה וחישול. חישול חופשי מאומץ כולו במצב חישול חם.
2) חישול עובש
חישול תבניות מחולק לחישול תבניות פתוח ולישול תבניות סגור. בילט מתכתי נדחס ומעוות בתא תבניות החישול בצורה מסוימת כדי לקבל את חלקי החישול. חישול תבניות משמש בדרך כלל לייצור חלקים במשקל קטן ובכמות גדולה. חישול תבניות ניתן לחלק לחישול תבניות חם, חישול חם וחישול קר. חישול חם וחישול קר הם כיוון הפיתוח העתידי של חישול תבניות, והם גם מייצגים את רמת טכנולוגיית החישול.
לפי נקודות החומר, ניתן לחלק את חישול התבניות גם לחישול מתכות שחורות, חישול מתכות לא ברזליות ועיצוב מוצרי אבקה. כפי שהשם מרמז, החומרים הם מתכות ברזליות כגון פלדת פחמןl, מתכות לא ברזליות כגון נחושת ואלומיניום, וחומרי אבקת מטלורגיה.
יש לייחס את האקסטרוזיה לזיוף במות, וניתן לחלק אותה לשאקסטרוזיה של מתכות כבדות ושאקסטרוזיה של מתכות קלות.
חישול במתכת סגורה וחישול עם כותרת סגורה שייכים לשני תהליכים מתקדמים של חישול במתכת. מכיוון שאין קצה עף, שיעור הניצול של החומר גבוה. גימור של חישולים מורכבים יכול להתבצע בתהליך אחד או בכמה תהליכים. מכיוון שאין קצה עף, אזור המאמץ של החישול מצטמצם, וגם העומס הנדרש מצטמצם. עם זאת, יש לציין כי אין להגביל לחלוטין את הבילט, לכן יש לשלוט בקפדנות בנפח הבילט, במיקום היחסי של תבנית החישול ובמידת החישול, ולשאוף להפחית את הבלאי של תבנית החישול.
3) להגיע לזירה
כרסום טבעתי מתייחס לייצור חלקי טבעת בקטרים שונים באמצעות מכונת כרסום טבעתית מיוחדת, המשמשת גם לייצור חלקי גלגלים כגון גלגלי מכוניות וגלגלי רכבת.
4) חישול מיוחד
חישול מיוחד כולל חישול גלילים, גלגול רוחבי טריז, חישול רדיאלי, חישול במתכת נוזלית ושיטות חישול אחרות, שיטות אלו מתאימות יותר לייצור חלקים בעלי צורה מיוחדת. לדוגמה, חישול גלילים יכול לשמש כתהליך עיצוב מקדים יעיל כדי להפחית משמעותית את לחץ העיצוב שלאחר מכן; גלגול רוחבי טריז יכול לייצר כדורי פלדה, גל הנעה וחישול רדיאלי יכול לייצר חישולים גדולים כמו קנה אקדח וגרגיר מדרגה.
5) תבנית חישול
לפי אופן התנועה של תבנית הזיוף, ניתן לחלק את הזיוף לגלגול מתנדנד, זיוף סיבובי מתנדנד, זיוף גלילים, גלגול רוחבי טריז, גלגול טבעת וגלגול נוטה. גלגול גלילים, זיוף סיבובי מתנדנד וגלגול טבעת יכולים גם לעבור עיבוד עדין. על מנת לשפר את שיעור הניצול של החומרים, ניתן להשתמש בגלגול וגלגול רוחבי כתהליך עיבוד ראשון של חומרים דקים. לחישול סיבובי, כמו גם לחישול חופשי, יש יתרון בכך שהוא יכול להיווצר עם כוח זיוף קטן בהשוואה לגודל הזיוף. שיטת הזיוף, הכוללת זיוף חופשי, עיבוד חומרים ממשטח התבנית למשטח החופשי, ולכן קשה להבטיח דיוק, ולכן, כיוון תנועת תבנית הזיוף ותהליך הזיוף הסיבובי עם בקרת מחשב, מאפשרים שימוש בכוח זיוף נמוך למוצרים מורכבים ודיוק גבוה, כגון מגוון ייצור וגודל גדול של חישולי להבי טורבינת קיטור.
תנועת התבנית של ציוד הזיוף אינה עולה בקנה אחד עם מידת החופש. בהתאם למאפייני הגבלת העיוות של נקודת המתים, ניתן לחלק את ציוד הזיוף לארבע צורות הבאות:
צורת כוח חישול מגבילה: לחץ שמן מניע ישירות את מכבש השמן המחליק.
מצב הגבלת מהלך מעין: מכבש השמן מניע את מכבש השמן של מנגנון חיבור הארכובה.
מגבלת מהלך: מכבש מכני המניע את המגלש באמצעות ארכובה, מוט חיבור ומנגנון טריז.
מצב הגבלת אנרגיה: שימוש במנגנון הבורג של מכבש הספירלה והחיכוך.
כדי להשיג דיוק גבוה, יש לשים לב למניעת עומס יתר בנקודת המתים התחתונה ולשלוט במהירות ובמיקום התבנית. מכיוון שלדברים תהיה השפעה על סבילות הזיוף, דיוק הצורה ואורך חיי התבנית. בנוסף, על מנת לשמור על הדיוק, יש לשים לב גם לכוונון מרווח מסילת ההובלה, הבטחת קשיחות, כוונון נקודת המתים ושימוש בהתקן תמסורת סבסוד ואמצעים אחרים.
ישנן גם תנועות אנכיות ואופקיות של המגלשות (עבור חישול חלקים דקים, קירור סיכה וייצור במהירות גבוהה של חישול חלקים), שימוש במכשיר פיצוי יכול להגדיל את התנועה לכיוונים אחרים. השיטות הנ"ל שונות, כוח החישול הנדרש, התהליך, ניצול החומר, התשואה, סבילות הגודל ושיטות קירור הסיכה שונות, גורמים אלה הם גם הגורמים המשפיעים על רמת האוטומציה.
- חומרי חישול
חומרי חישול הם בעיקר פלדת פחמן ופלדת סגסוגת מרכיבים שונים, ולאחר מכן אלומיניום, מגנזיום, נחושת, טיטניום וסגסוגותיהם. המצב המקורי של החומר הוא חומר מוט, מטיל, אבקת מתכת ומתכת נוזלית. היחס בין שטח החתך של המתכת לפני העיוות לשטח החתך לאחר העיוות נקרא יחס חישול. לבחירה נכונה של יחס חישול, טמפרטורת חימום וזמן בידוד סבירה, טמפרטורת חישול התחלתית סבירה וטמפרטורת חישול סופית סבירה, עיוות סבירה ומהירות עיוות יש קשר מצוין לשיפור איכות המוצר ולהפחתת העלות.
בדרך כלל, חישולים קטנים ובינוניים הם מוטות עגולים או מרובעים בצורת בילט. ארגון הגרעינים והתכונות המכניות של חומר המוט אחידים, טובים, צורה וגודל מדויקים, איכות פני השטח טובה, קל לארגון ייצור המוני. כל עוד טמפרטורת החימום ותנאי העיוות נשלטים באופן סביר, ניתן לעצב את החישולים בעלי הביצועים המעולים ללא עיוות חישול גדול.
מטיל יציקה מיועד לחיפויים גדולים בלבד. המטיל הוא רקמה יצוקה עם גבישים עמודיים גדולים יותר ומרכז רופף. לכן, יש צורך לשבור גבישים גליליים לגרגירים דקים ולבצע דחיסה רופפת כדי להשיג ארגון מתכתי עדין ותכונות מכניות.
ניתן לזייף את הבלטים הטרומיים המתכתיים של אבקה, שנדחסו ונשרפו, ללא תבנית צד-על במצב חם. אבקת הזיוף קרובה לצפיפות של תבנית זיוף רגילה, עם תכונות מכניות טובות ודיוק גבוה, מה שיכול להפחית את העיבוד שלאחר מכן. אבקת זיוף מאורגנת היטב ללא הפרדה וניתן להשתמש בה לייצור חלקי עבודה כגון גלגלי שיניים קטנים. אך מחיר האבקה גבוה בהרבה ממחיר מוט רגיל, והיישום בייצור מוגבל במידה מסוימת.
לחץ סטטי מופעל על המתכת הנוזלית הנמזגת לתא התבנית לצורך התמצקות, התגבשות, זרימה, דפורמציה פלסטית ועיצוב תחת הלחץ, ובכך מתקבלים הצורה והביצועים הרצויים. חישול במתכת נוזלית היא שיטת עיצוב המשלבת יציקת תבנית לחישול במתכת. היא מתאימה במיוחד לחלקים מורכבים בעלי דופן דקה שקשה לעצב בחישול במתכת כללי.
בנוסף לחומרים הרגילים, חומרי חישול כוללים מגוון רכיבים של פלדת פחמן וסגסוגת פלדה. אחריהם אלומיניום, מגנזיום, נחושת, טיטניום וסגסוגותיו, סגסוגות מבוססות ברזל לטמפרטורה גבוהה, סגסוגות מבוססות ניקל לטמפרטורה גבוהה וסגסוגות מבוססות קובלט, אשר עוברות עיוות באמצעות חישול או גלגול. אך סגסוגות אלו צר יחסית בגלל שטח הפלסטיק שלהן, ולכן הקושי בחישול גדול יחסית. לחומרים שונים יש דרישות מחמירות של טמפרטורת חימום, טמפרטורת חישול וטמפרטורת חישול סופית.
- זרימת התהליך
לשיטות חישול שונות יש תהליכים שונים, ביניהם התהליך הטכנולוגי של חישול במתכת חמה הוא הארוך ביותר, הסדר הכללי הוא: הזנת בילט חישול; חימום חישול; הכנת חישול בגלילה; חישול במתכת; חיתוך קצה; ניקוב; תיקון; בדיקה ביניים, בדיקת גודל ופגמי פני השטח של החישולים; טיפול בחום של החישולים כדי לבטל את מאמצי החישול ולשפר את ביצועי חיתוך המתכת; ניקוי, בעיקר להסרת שכבת חמצון פני השטח; תיקון; בדיקה, חישולים כלליים צריכים לעבור בדיקת מראה וקשיות, וחישולים חשובים צריכים להיבדק באמצעות ניתוח הרכב כימי, תכונות מכניות, מאמצי שיוריים ובדיקות לא הרסניות.
- תכונות של חישולים
בהשוואה ליציקות, מתכת יכולה לשפר את המבנה והתכונות המכניות שלה. לאחר עיוות תרמי של רקמת יציקה, עקב עיוות המתכת והתגבשות מחדש, הדנדריטים העבים והעמודיים המקוריים הופכים לגרעינים דקים, בעלי גודל אחיד של התגבשות מחדש צירית, מה שגורם להפרדה, שחרור, נקבוביות, דחיסה וריתוך של סיגים, הארגון הופך צמוד יותר, ומשפר את הפלסטיות והתכונות המכניות של המתכת.
התכונות המכניות של יציקות נמוכות מאלה של חישולים מאותו חומר. בנוסף, עיבוד חישול יכול להבטיח את המשכיות ארגון סיבי המתכת, כך שארגון הסיבים של החישול וצורת החישול, זרימת המתכת מושלמת, יכולים להבטיח שלחלקים יש תכונות מכניות טובות וחיי שירות ארוכים. חישולים המיוצרים על ידי חישול מדויק, שיחול קר, שיחול טמפרטורה ותהליכים אחרים אינם ניתנים להשוואה ליציקות.
חישול הוא אובייקט שבו מתכת מפעילה לחץ כדי ליצור צורה רצויה או ליצור כוח דחיסה מתאים. כוח זה מושג בדרך כלל באמצעות פטיש או לחץ. תהליך החישול בונה מבנה חלקיקים עדינים ומשפר את התכונות הפיזיקליות של המתכת. בשימוש בפועל בחלקים, תכנון נכון גורם לחלקיקים לזרום בכיוון הלחץ העיקרי. יציקה היא אובייקט ליצירת מתכת המתקבל בשיטות יציקה שונות, כלומר התכת המתכת הנוזלית, באמצעות שפיכה, לחיצה, שאיבה או שיטות יציקה אחרות לתוך היציקה המוכנה, קירור לאחר שיוף, ניקוי וטיפול לאחר מכן, האובייקט מקבל צורה, גודל וביצועים מסוימים.