Smi populærvitenskap

Smiing refererer til bruk av smimaskiner for å påføre trykk på metallstykker for å fremme plastisk deformasjon, for å oppnå visse mekaniske egenskaper, spesifikk form og størrelse på smiingen. Det er en av de to hovedkomponentene i smiing (inkludert smiing og stempling). Gjennom smiing kan man eliminere defekter som metallsmelting og optimalisere mikrostrukturen. Samtidig, fordi hele metallstrømlinjen beholdes, er de mekaniske egenskapene til smiingen vanligvis bedre enn støping av samme materiale. I relevante maskiner, for de viktigste delene med høy belastning og strenge arbeidsforhold, kan man bruke valsede plater, profiler eller sveisedeler, bortsett fra den relativt enkle formen.

1. Deformasjonstemperatur

Starttemperaturen for omkrystallisering av stål er omtrent 727 ℃, men 800 ℃ brukes vanligvis som delelinje, høyere enn 800 ℃ kalles varmsmiing; mellom 300 og 800 ℃ kalles varmsmiing eller halvvarmsmiing, smiing ved romtemperatur kalles kaldsmiing. Smiing brukes i de fleste industrier er varmsmiing, og varmsmiing og kaldsmiing brukes hovedsakelig til smiing av biler, generelle maskiner og andre deler. Varmsmiing og kaldsmiing kan effektivt spare materialer.

2. Smiekategori

Som nevnt ovenfor, i henhold til smiingstemperaturen, kan den deles inn i varm smiing, varm smiing og kald smiing. I henhold til formingsmekanismen kan smiing deles inn i fri smiing, matrise, slipering og spesialsmiing.

1) Fri smiing

Refererer til bearbeidingsmetoden der man bruker enkle universalverktøy eller direkte påfører ekstern kraft på emnet mellom øvre og nedre ambolt på smiutstyret for å deformere emnet og oppnå ønsket geometri og indre kvalitet på smiingen. Smiing produsert med fri smiing kalles fri smiing. Fri smiing er hovedsakelig basert på produksjon av smiing i små partier, bruk av smihammer, hydraulisk presse og annet smiutstyr for å forme og bearbeide emnet, og oppnå kvalifiserte smiinger. Den grunnleggende prosessen med fri smiing inkluderer stukning, forlengelse, stansing, kutting, bøying, vridning, forskyvning og smiing. Fri smiing brukes i varm smiing.

2) Formsmiing

Formsmiing er delt inn i åpen formsmiing og lukket formsmiing. Metallbarrer komprimeres og deformeres i smiekammeret for å oppnå en bestemt form for å få smidedelene. Formsmiing brukes vanligvis til produksjon av deler med liten vekt og store partier. Formsmiing kan deles inn i varm formsmiing, varm smiing og kald smiing. Varmsmiing og kald smiing er den fremtidige utviklingsretningen for formsmiing, og de representerer også nivået på smieteknologi.

I henhold til materialpunktene kan smiing av støper også deles inn i smiing av svartmetall, smiing av ikke-jernholdige metaller og forming av pulverprodukter. Som navnet antyder, er materialene jernholdige metaller som f.eks. Karbonståll, ikke-jernholdige metaller som kobber og aluminium, og pulvermetallurgimaterialer.

Ekstrudering bør tilskrives smiing, og kan deles inn i tungmetallekstrudering og lettmetallekstrudering.

Lukket smiing og lukket heading-smiing tilhører to avanserte prosesser innen smiing. Fordi det ikke er noen flyvende kant, er materialutnyttelsesgraden høy. Etterbehandling av komplekse smiinger kan utføres i én prosess eller flere prosesser. Siden det ikke er noen flyvende kant, reduseres spenningsområdet til smiingen, og den nødvendige belastningen reduseres også. Det bør imidlertid bemerkes at emnet ikke bør begrenses fullstendig, så emnets volum bør kontrolleres strengt, den relative plasseringen av smiingemnet og målingen av smiingen, og det bør strebes etter å redusere slitasjen på smiingemnet.

3) Nå ringen

Ringfresing refererer til produksjon av ringdeler med forskjellige diametre ved hjelp av spesialutstyr for ringfresing, som også brukes til å produsere hjuldeler som bilhjul og toghjul.

4) Spesialsmiing

Spesialsmiing inkluderer valsesmiing, tverrvalsing med kileform, radial smiing, flytende formsmiing og andre smiingsmetoder. Disse metodene er mer egnet for produksjon av noen spesialformede deler. For eksempel kan valsesmiing brukes som en effektiv forformingsprosess for å redusere det påfølgende formingstrykket betraktelig; tverrvalsing med kileform kan produsere stålkuler, drivaksler og radial smiing kan produsere store smiinger som pistolløp og trinnaksel.

5) Smiing av form

I henhold til bevegelsesmåten til smiedysen kan smiing deles inn i svingvalsing, svingrotasjonssmiing, valsesmiing, tverrvalsing med kile, valsering og skråvalsing. Valsering, svingrotasjonssmiing og valsering kan også bearbeides med finsmiing. For å forbedre materialutnyttelsesgraden kan valsesmiing og tverrvalsing brukes som den første prosessbearbeidingen av tynne materialer. Rotasjonssmiing har, i likhet med fri smiing, også den fordelen at den kan formes med liten smikraft sammenlignet med størrelsen på smien. Smiingsmetoden, inkludert fri smiing, bearbeider materialer fra formoverflaten til den frie overflaten, derfor er det vanskelig å sikre nøyaktighet. Derfor kan smiingsformens bevegelsesretning og rotasjonssmiingsprosessen med datamaskinstyring brukes til lav smikraft for komplekse former og høy presisjonsprodukter, for eksempel produksjonsvarianter og store størrelser på dampturbinbladsmykker.

Formbevegelsen til smiutstyret er uforenlig med frihetsgraden. I henhold til deformasjonsbegrensningsegenskapene til dødpunktet kan smiutstyret deles inn i følgende fire former:

Begrensende smikraftform: oljetrykket driver direkte glideoljepressen.

Kvasi-slaggrensemodus: oljepressen driver oljepressen til veivkoblingsmekanismen.

Slaglengdegrense: mekanisk press som driver sleiden med sveiv, koblingsstang og kilemekanisme.

Energibegrensningsmodus: bruk av skruemekanismen til spiral- og friksjonspressen.

For å oppnå høy nøyaktighet bør man være oppmerksom på å forhindre overbelastning ved det nedre dødpunktet og kontrollere hastighet og dyseposisjon. Fordi dette vil påvirke smietoleransen, formnøyaktigheten og smiedysens levetid. I tillegg, for å opprettholde nøyaktigheten, bør man også være oppmerksom på å justere skyveføringens klaring, sikre stivhet, justere dødpunktet og bruke subsidierør og andre tiltak.

Det finnes også vertikal og horisontal bevegelse av sleidene (for smiing av slanke deler, smørekjøling og høyhastighetsproduksjon av smiing av deler), og bruk av kompensasjonsanordning kan øke bevegelsen i andre retninger. Metodene ovenfor er forskjellige, den nødvendige smiekraften, prosessen, materialutnyttelsen, utbyttet, størrelsestoleransen og smørekjølingsmetodene er forskjellige, og disse faktorene er også faktorer som påvirker automatiseringsnivået.

3. Smimaterialer

Smimaterialer er hovedsakelig karbonstål og legert stål av forskjellige komponenter, etterfulgt av aluminium, magnesium, kobber, titan og deres legeringer. Materialets opprinnelige tilstand er stangmateriale, ingots, metallpulver og flytende metall. Forholdet mellom metallets tverrsnittsareal før deformasjon og tverrsnittsarealet etter deformasjon kalles smiforholdet. Riktig valg av smiforhold, rimelig oppvarmingstemperatur og isolasjonstid, rimelig startsmitemperatur og sluttsmitemperatur, rimelig deformasjon og deformasjonshastighet har et godt forhold til å forbedre produktkvaliteten og redusere kostnadene.

Vanligvis er små og mellomstore smiemner runde eller firkantede stenger som billet. Stangmaterialets kornstruktur og mekaniske egenskaper er jevne, gode, nøyaktige form og størrelse, god overflatekvalitet, og det er lett å organisere masseproduksjon. Så lenge oppvarmingstemperaturen og deformasjonsforholdene er rimelig kontrollerte, kan smiemner med utmerket ytelse smies uten stor smideformasjon.

Bare for store smigods. Baren er et støpt vev med større søyleformede krystaller og et løst senter. Derfor er det nødvendig å bryte sylindriske krystaller til fine korn og lage en løs komprimering for å oppnå fin metallorganisering og mekaniske egenskaper.

Prefabrikerte pulvermetallurgiske emner kan smies uten flysideform i varm tilstand. Smipulveret har tettheten til vanlig smiing, med gode mekaniske egenskaper og høy nøyaktighet, noe som kan redusere etterfølgende maskinering. Pulveret er godt organisert uten segregering og kan brukes til å produsere arbeidsstykker som små gir. Men prisen på pulveret er mye høyere enn prisen på vanlig stang, og bruken i produksjon er til en viss grad begrenset.

Statisk trykk påføres det flytende metallet som helles i formkammeret for størkning, krystallisering, flyt, plastisk deformasjon og forming under trykk, og dermed oppnås ønsket form og ytelse. Flytende metallsmiing er en formingsmetode mellom støping og støpesmiing. Den er spesielt egnet for komplekse tynnveggede deler som er vanskelige å forme i generell støpesmiing.

I tillegg til vanlige materialer, som for eksempel karbonstål og legert stål, følger aluminium, magnesium, kobber, titan og dets legeringer, jernbaserte høytemperaturlegeringer, nikkelbaserte høytemperaturlegeringer og koboltbaserte høytemperaturlegeringer, og deformasjonslegeringer smies eller valses. Disse legeringene er imidlertid relativt smale på grunn av det relativt smale plastområdet, slik at smiingsvanskeligheten er relativt stor. Ulike materialer har strenge krav til oppvarmingstemperatur, smitemperatur og endelig smitemperatur.

4. Prosessflyt

Ulike smimetoder har forskjellige prosesser, hvorav den teknologiske prosessen med varmformsmiing er den lengste. Den generelle rekkefølgen er: smiing av emner, oppvarming av smiing, forberedelse av valssmiing, formsmiing, skjærekant, stansing, korrigering, mellominspeksjon, kontroll av størrelse og overflatefeil på smiingene; varmebehandling av smiingene for å eliminere smiingsspenninger og forbedre metallskjæreytelsen; rengjøring, hovedsakelig for å fjerne overflateoksidasjonshud; korrigering; inspeksjon. Generelle smiingene skal gjennomgå utseende- og hardhetsinspeksjon, og viktige smiingene skal testes gjennom analyse av kjemisk sammensetning, mekaniske egenskaper, restspenning og ikke-destruktiv testing.

5. Funksjoner av smiing

Sammenlignet med støpegods kan metall forbedre strukturen og de mekaniske egenskapene. Støpevevet deformeres etter termisk bearbeiding av støpematerialet. På grunn av deformasjon av metallet og omkrystalliseringen blir de opprinnelige tykke dendritt- og søyleformede kornene fine og aksiale omkrystalliseringsstrukturene jevnt fordelt. Dette gjør den opprinnelige segregeringen, løsheten, porene og slaggen komprimeres og sveises, og organiseringen blir tettere og forbedrer metallets plastisitet og mekaniske egenskaper.
De mekaniske egenskapene til støpegods er lavere enn for smigods av samme materiale. I tillegg kan smiprosessering sikre kontinuiteten i metallfiberorganiseringen, slik at fiberorganiseringen i smigodset og formen på smigodset, metallstrømlinjen er fullstendig, kan sikre at delene har gode mekaniske egenskaper og lang levetid. Smigods produsert ved presisjonsforming, kaldekstrudering, temperaturekstrudering og andre prosesser er uforlignelig med støpegods.
En smiing er en gjenstand der et metall settes under trykk for å skape en ønsket form eller danne en passende kompresjonskraft. Denne kraften oppnås vanligvis ved bruk av en hammer eller trykk. Smiprosessen bygger en fin partikkelstruktur og forbedrer metallets fysiske egenskaper. I den faktiske bruken av delene får en riktig design partiklene til å strømme i retning av hovedtrykket. Støping er en metallformingsgjenstand oppnådd ved ulike støpemetoder, nemlig smelting av det flytende metallet, med helling, pressing, suging eller andre støpemetoder i den forberedte støpegodset, avkjøling etter sanding, rengjøring og etterbehandling, gjenstanden med en viss form, størrelse og ytelse.