Menempa sains popular

Penempaan Merujuk kepada penggunaan jentera tempaan untuk mengenakan tekanan pada bilet logam bagi menggalakkan ubah bentuk plastik, bagi mendapatkan sifat mekanikal tertentu, bentuk dan saiz tempaan tertentu, ia merupakan salah satu daripada dua komponen utama tempaan (termasuk tempaan dan hentaman). Melalui tempaan, ia boleh menghapuskan kecacatan seperti peleburan logam, dan mengoptimumkan mikrostruktur. Pada masa yang sama, kerana aliran logam yang lengkap dikekalkan, sifat mekanikal tempaan biasanya lebih baik daripada tuangan bahan yang sama. Dalam jentera yang berkaitan, untuk bahagian penting dengan beban tinggi dan keadaan kerja yang ketat, kecuali bentuk yang agak mudah yang boleh menggunakan plat bergulung, profil atau bahagian kimpalan, kebanyakan tempaan akan digunakan.

1. Suhu ubah bentuk

Suhu permulaan penghabluran semula keluli adalah kira-kira 727℃, tetapi 800℃ biasanya digunakan sebagai garis pembahagian, lebih tinggi daripada 800℃ adalah penempaan panas; antara 300 dan 800℃ dipanggil penempaan panas atau penempaan separa panas, penempaan pada suhu bilik dipanggil penempaan sejuk. Penempaan yang digunakan dalam kebanyakan industri adalah penempaan panas, dan penempaan panas dan penempaan sejuk terutamanya digunakan untuk penempaan automobil, jentera am dan bahagian lain. Penempaan panas dan penempaan sejuk boleh menjimatkan bahan dengan berkesan.

2. Kategori tempa

Seperti yang dinyatakan di atas, mengikut suhu penempaan, ia boleh dibahagikan kepada penempaan panas, penempaan panas dan penempaan sejuk. Mengikut mekanisme pembentukan, penempaan boleh dibahagikan kepada penempaan bebas, penempaan acuan, cincin pengisaran dan penempaan khas.

1) Penempaan percuma

Merujuk kepada kaedah pemprosesan menggunakan alat universal mudah atau secara langsung menggunakan daya luaran pada bilet antara andas atas dan bawah peralatan tempa untuk mengubah bentuk kosong dan mendapatkan geometri dan kualiti dalaman tempaan yang diperlukan. Tempaan yang dihasilkan melalui kaedah tempaan bebas dipanggil tempaan bebas. Tempaan bebas terutamanya berdasarkan penghasilan tempaan dengan kelompok kecil, menggunakan tukul tempa, mesin tekan hidraulik dan peralatan tempaan lain untuk membentuk dan memproses bilet, dan mendapatkan tempaan yang berkelayakan. Proses asas tempaan bebas termasuk menggunting, memanjangkan, menebuk, memotong, membengkokkan, memutar, terkehel dan tempaan. Tempaan bebas semuanya diguna pakai dalam mod tempaan panas.

2) Penempaan acuan

Penempaan acuan dibahagikan kepada penempaan acuan terbuka dan penempaan acuan tertutup. Bilet logam dimampatkan dan diubah bentuk dalam ruang acuan penempaan dengan bentuk tertentu untuk mendapatkan bahagian penempaan. Penempaan acuan biasanya digunakan untuk pengeluaran bahagian berat kecil dan kelompok besar. Penempaan acuan boleh dibahagikan kepada penempaan acuan panas, penempaan panas dan penempaan sejuk. Penempaan panas dan penempaan sejuk adalah hala tuju pembangunan masa depan penempaan acuan, dan ia juga mewakili tahap teknologi penempaan.

Mengikut titik bahan, penempaan acuan juga boleh dibahagikan kepada penempaan acuan logam hitam, penempaan acuan logam bukan ferus dan pembentukan produk serbuk. Seperti namanya, bahan-bahan tersebut adalah logam ferus seperti Keluli Karbonl, logam bukan ferus seperti kuprum dan aluminium, dan bahan metalurgi serbuk.

Penyemperitan harus dikaitkan dengan penempaan mati, dan boleh dibahagikan kepada penyemperitan logam berat dan penyemperitan logam ringan.

Penempaan acuan tertutup dan penempaan tajuk tertutup tergolong dalam dua proses penempaan acuan yang lebih maju. Oleh kerana tiada tepi terbang, kadar penggunaan bahan adalah tinggi. Kemasan penempaan kompleks boleh dicapai dalam satu proses atau beberapa proses. Oleh kerana tiada tepi terbang, kawasan tegasan penempaan dikurangkan, dan beban yang diperlukan juga dikurangkan. Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa bilet tidak boleh dihadkan sepenuhnya, jadi isipadu bilet harus dikawal ketat, kedudukan relatif acuan penempaan dan pengukuran penempaan, dan berusaha untuk mengurangkan haus acuan penempaan.

3) Jangkau cincin

Pengilangan cincin merujuk kepada penghasilan bahagian cincin dengan diameter berbeza melalui peralatan khas mesin pengilangan cincin, yang juga digunakan untuk menghasilkan bahagian roda seperti roda kereta dan roda kereta api.

4) Penempaan khas

Penempaan khas termasuk penempaan gulung, penggelek melintang baji, penempaan jejari, penempaan acuan cecair dan kaedah penempaan lain, kaedah ini lebih sesuai untuk penghasilan beberapa bahagian berbentuk khas. Contohnya, penempaan gulung boleh digunakan sebagai proses pra-pembentukan yang berkesan untuk mengurangkan tekanan pembentukan berikutnya dengan ketara; penggelek melintang baji boleh menghasilkan bola keluli, aci pemacu dan penempaan jejari boleh menghasilkan penempaan besar seperti laras meriam dan aci langkah.

5) Acuan penempaan

Mengikut mod pergerakan acuan penempaan, penempaan boleh dibahagikan kepada penggelek ayunan, penempaan putar ayunan, penempaan gulung, penggelek melintang baji, gelang penggelek dan penggelek condong. Penggelek-gulung, penempaan putar-ayunan dan gelang penggelek juga boleh diproses dengan penempaan halus. Untuk meningkatkan kadar penggunaan bahan, penempaan gulung dan penggelek melintang boleh digunakan sebagai proses pemprosesan pertama bahan nipis. Penempaan putar, seperti penempaan bebas, juga mempunyai kelebihan berbanding saiz penempaan, ia boleh dibentuk dalam kes daya penempaan yang kecil. Cara penempaan, termasuk penempaan bebas, memproses bahan dari permukaan acuan ke permukaan bebas, oleh itu, sukar untuk memastikan ketepatan, jadi, arah pergerakan acuan penempaan dan proses penempaan putar dengan kawalan komputer, boleh digunakan daya penempaan rendah untuk bentuk kompleks, produk berketepatan tinggi, seperti jenis pengeluaran, saiz besar penempaan bilah turbin stim.

Pergerakan acuan peralatan penempaan tidak konsisten dengan tahap kebebasan. Mengikut ciri-ciri had ubah bentuk titik mati, peralatan penempaan boleh dibahagikan kepada empat bentuk berikut:

Mengehadkan bentuk daya penempaan: tekanan minyak secara langsung memacu penekan minyak gelongsor.

Mod had kuasi-lejang: penekan minyak memacu penekan minyak mekanisme penghubung engkol.

Had lejang: tekan mekanikal yang memacu slaid oleh engkol, rod penyambung dan mekanisme baji.

Mod sekatan tenaga: menggunakan mekanisme skru tekan lingkaran dan geseran.

Untuk mencapai ketepatan yang tinggi, perhatian perlu diberikan untuk mengelakkan beban lampau pada titik mati bawah dan mengawal kelajuan dan kedudukan acuan. Kerana ini akan memberi kesan kepada toleransi penempaan, ketepatan bentuk dan jangka hayat acuan penempaan. Di samping itu, untuk mengekalkan ketepatan, perhatian juga perlu diberikan untuk melaraskan kelegaan rel panduan gelangsar, memastikan kekakuan, melaraskan titik mati dan menggunakan peranti penghantaran subsidi dan langkah-langkah lain.

Terdapat juga pergerakan slaid menegak dan mendatar (untuk penempaan bahagian langsing, penyejukan pelinciran, dan pengeluaran penempaan bahagian berkelajuan tinggi), penggunaan peranti pampasan boleh meningkatkan pergerakan ke arah lain. Kaedah di atas adalah berbeza, daya penempaan yang diperlukan, proses, penggunaan bahan, hasil, toleransi saiz dan kaedah penyejukan pelinciran adalah berbeza, faktor-faktor ini juga merupakan faktor yang mempengaruhi tahap automasi.

3. Bahan tempa

Bahan tempaan terutamanya terdiri daripada keluli karbon dan keluli aloi daripada pelbagai komponen, diikuti oleh aluminium, magnesium, kuprum, titanium dan aloinya. Keadaan asal bahan tersebut ialah bahan rod, jongkong, serbuk logam dan logam cecair. Nisbah luas keratan rentas logam sebelum ubah bentuk kepada luas keratan rentas selepas ubah bentuk dipanggil nisbah tempaan. Pemilihan nisbah tempaan yang betul, suhu pemanasan dan masa penebat yang munasabah, suhu tempaan permulaan dan suhu tempaan akhir yang munasabah, ubah bentuk dan kelajuan ubah bentuk yang munasabah mempunyai hubungan yang baik untuk meningkatkan kualiti produk dan mengurangkan kos.

Secara amnya, tempaan bersaiz kecil dan sederhana adalah rod bulat atau segi empat sama sebagai bilet. Organisasi butiran dan sifat mekanikal bahan rod adalah seragam, baik, bentuk dan saiz yang tepat, kualiti permukaan yang baik, mudah untuk mengatur pengeluaran besar-besaran. Selagi suhu pemanasan dan keadaan ubah bentuk dikawal secara munasabah, tempaan dengan prestasi cemerlang boleh ditempa tanpa ubah bentuk tempaan yang besar.

Jongkong ini hanya untuk tempaan besar. Jongkong ini ialah tisu tuangan dengan kristal kolumnar yang lebih besar dan pusat yang longgar. Oleh itu, adalah perlu untuk memecahkan kristal silinder kepada butiran halus dan membuat pemadatan longgar untuk mendapatkan organisasi logam halus dan sifat mekanikal.

Bilet pasang siap metalurgi serbuk tekan dan bakar boleh ditempa tanpa acuan sisi lalat dalam keadaan panas. Serbuk penempaan hampir dengan ketumpatan penempaan acuan umum, dengan sifat mekanikal yang baik dan ketepatan yang tinggi, yang dapat mengurangkan pemesinan berikutnya. Penempaan serbuk disusun dengan baik tanpa pengasingan dan boleh digunakan untuk mengeluarkan benda kerja seperti gear kecil. Tetapi harga serbuk jauh lebih tinggi daripada harga bar umum, dan aplikasi dalam pengeluaran terhad sehingga tahap tertentu.

Tekanan statik dikenakan pada logam cecair yang dituang di dalam ruang acuan untuk pemejalan, penghabluran, aliran, ubah bentuk plastik dan pembentukan di bawah tekanan, sekali gus memperoleh bentuk dan prestasi yang diingini. Penempaan acuan logam cecair ialah kaedah pembentukan antara pemutus acuan dan penempaan acuan. Ia amat sesuai untuk bahagian dinding nipis kompleks yang sukar dibentuk dalam penempaan acuan umum.

Bahan penempaan sebagai tambahan kepada bahan biasa, seperti pelbagai komponen keluli karbon dan keluli aloi, diikuti oleh aluminium, magnesium, kuprum, titanium dan aloinya, aloi suhu tinggi berasaskan besi, aloi suhu tinggi berasaskan nikel, aloi ubah bentuk aloi suhu tinggi berasaskan kobalt dengan cara penempaan atau penggelek, tetapi aloi ini kerana kawasan plastiknya agak sempit, jadi kesukaran penempaan agak besar, bahan yang berbeza mempunyai keperluan yang ketat untuk suhu pemanasan, suhu penempaan dan suhu penempaan akhir.

4. Aliran proses

Kaedah penempaan yang berbeza mempunyai proses yang berbeza, antaranya proses teknologi penempaan acuan panas adalah yang paling lama, susunan umum ialah: penempaan pemakanan bilet; pemanasan penempaan; penyediaan penempaan penggelek; penempaan acuan; canggih; tebukan; pembetulan; pemeriksaan pertengahan, memeriksa saiz dan kecacatan permukaan penempaan; rawatan haba penempaan untuk menghapuskan tekanan penempaan dan meningkatkan prestasi pemotongan logam; pembersihan, terutamanya untuk membuang kulit pengoksidaan permukaan; pembetulan; pemeriksaan, penempaan umum hendaklah melalui pemeriksaan rupa dan kekerasan, dan penempaan penting hendaklah diuji melalui analisis komposisi kimia, sifat mekanikal, tegasan baki dan ujian tanpa musnah.

5. Ciri-ciri penempaan

Berbanding dengan tuangan, logam boleh meningkatkan struktur dan sifat mekanikalnya. Tisu tuangan selepas kaedah penempaan melalui ubah bentuk pemprosesan haba, disebabkan oleh ubah bentuk logam dan penghabluran semula, menjadikan dendrit tebal asal dan butiran kolumnar menjadi halus, saiz seragam organisasi penghabluran semula paksi, menjadikan pengasingan asal, longgar, liang, sanga kepada pemadatan dan kimpalan, organisasi menjadi lebih rapat, meningkatkan keplastikan dan sifat mekanikal logam.
Sifat mekanikal tuangan adalah lebih rendah daripada tempaan bahan yang sama. Di samping itu, pemprosesan tempaan dapat memastikan kesinambungan organisasi gentian logam, supaya organisasi gentian tempaan dan bentuk tempaan, aliran logam lengkap, dapat memastikan bahagian-bahagian mempunyai sifat mekanikal yang baik dan jangka hayat yang panjang. Tempaan yang dihasilkan oleh tempaan acuan ketepatan, penyemperitan sejuk, penyemperitan suhu dan proses lain tidak dapat dibandingkan dengan tuangan.
Penempaan ialah objek di mana logam diletakkan di bawah tekanan untuk menghasilkan bentuk yang diingini atau membentuk daya mampatan yang sesuai. Daya ini biasanya dicapai dengan menggunakan tukul atau tekanan. Proses penempaan membina struktur zarah halus dan meningkatkan sifat fizikal logam. Dalam penggunaan sebenar bahagian-bahagiannya, reka bentuk yang betul menjadikan zarah mengalir ke arah tekanan utama. Tuangan ialah objek pembentukan logam yang diperoleh melalui pelbagai kaedah tuangan, iaitu meleburkan logam cecair, dengan menuang, menekan, sedutan atau kaedah tuangan lain ke dalam tuangan yang disediakan, menyejukkan selepas pasir, membersihkan dan merawat selepasnya, objek tersebut dengan bentuk, saiz dan prestasi tertentu.