Objaśnienie kucia, kucia i kucia na zimno?

Kucie to metoda przetwarzania, która wykorzystuje maszyny kuźnicze do wywierania nacisku na półfabrykat metalowy w celu wytworzenia odkształcenia plastycznego, aby uzyskać odkuwki o określonych właściwościach mechanicznych, określonym kształcie i rozmiarze. Kucie i tłoczenie należą do natury przetwórstwa plastycznego, zwanego zbiorczo kuciem. Kucie jest powszechną metodą formowania w produkcji mechanicznej.

Kucie może wyeliminować porowatość odlewu i otwory spawalnicze w metalu, a właściwości mechaniczne odkuwek są ogólnie lepsze niż odlewów z tego samego materiału. W przypadku ważnych części o dużym obciążeniu i trudnych warunkach pracy w maszynach najczęściej stosuje się odkuwki, z wyjątkiem blach walcowanych, profili lub elementów spawanych o prostym kształcie. Kucie można podzielić na kucie na zimno i kucie na gorąco w zależności od temperatury półfabrykatu podczas obróbki. Kucie na zimno jest zwykle przetwarzane w temperaturze pokojowej, a kucie na gorąco jest przetwarzane w temperaturze rekrystalizacji wyższej niż surowy metal. Czasami kucie, gdy jest podgrzewane, ale temperatura nie przekracza temperatury rekrystalizacji, nazywa się kuciem na ciepło. Jednak podział ten nie jest całkowicie ujednolicony w produkcji. Temperatura rekrystalizacji stali wynosi około 460 stopni, ale 800 stopni jest zwykle używane jako linia podziału, a kucie na gorąco jest wyższe niż 800 stopni; Temperatura od 300 stopni do 800 stopni nazywana jest kuciem na ciepło lub kuciem pół na gorąco. Kucie można podzielić na kucie swobodne, kucie matrycowe, kucie na zimno, kucie promieniowe, wytłaczanie, walcowanie formujące, kucie walcowe, walcowanie i tak dalej. Odkształcenie półwyrobu pod naciskiem w zasadzie nie jest ograniczone przez zewnętrzne ograniczenia, które nazywamy kuciem swobodnym, znanym również jako kucie otwarte; Odkształcenie półfabrykatu innych metod kucia jest ograniczone przez matrycę, która nazywa się kuciem w trybie zamkniętym.

Narzędzia do formowania, takie jak walcowanie formujące, kucie walcowe i walcowanie, wykonują względny ruch obrotowy z półfabrykatem, który wywiera nacisk i formuje półfabrykat punkt po punkcie i asymptotycznie, dlatego nazywa się to również kuciem obrotowym. Materiały do ​​kucia to głównie stal węglowa i stal stopowa z różnymi składnikami, a następnie aluminium, magnez, miedź, tytan i ich stopy. Pierwotny stan materiałów obejmuje pręty, wlewki, proszek metalowy i ciekły metal. Ogólnie rzecz biorąc, małe i średnie odkuwki wykorzystują okrągłe lub kwadratowe pręty jako półfabrykaty. Struktura ziarna i właściwości mechaniczne pręta są jednolite i dobre, kształt i rozmiar są dokładne, a jakość powierzchni jest dobra, co jest wygodne w produkcji masowej.

Dopóki temperatura nagrzewania i warunki odkształcenia są odpowiednio kontrolowane, odkuwki o doskonałej wydajności mogą być kute bez dużych odkształceń odkuwek. Wlewki są używane tylko do dużych odkuwek. Wlewek jest strukturą odlewaną z dużymi kryształami kolumnowymi i luźnymi środkami. W związku z tym, poprzez duże odkształcenia plastyczne, kryształy kolumnowe muszą być rozbijane na drobne ziarna i luźno zagęszczane w celu uzyskania doskonałej struktury metalu i właściwości mechanicznych. Forma wstępna z metalurgii proszków utworzona przez prasowanie i wypalanie może być przetworzona w kucie proszkowe przez kucie matrycowe bez błysku w stanie gorącym. Proszek do kucia ma gęstość zbliżoną do ogólnych odkuwek matrycowych, ma dobre właściwości mechaniczne i wysoką precyzję oraz może zmniejszyć późniejsze cięcie. Wewnętrzna struktura kucia proszkowego jest jednolita bez segregacji. Może być używany do produkcji małych kół zębatych i innych detali.

Jednak cena proszku jest znacznie wyższa niż zwykłego batona, a jego zastosowanie w produkcji jest ograniczone. Poprzez przyłożenie ciśnienia statycznego do ciekłego metalu wlewanego w otwór matrycy w celu jego zestalenia, skrystalizowania, płynięcia, odkształcenia plastycznego i uformowania się pod wpływem ciśnienia można uzyskać odkuwki matrycowe o żądanym kształcie i właściwościach. Kucie matrycowe z ciekłego metalu to metoda formowania między odlewaniem ciśnieniowym a kuciem matrycowym, która jest szczególnie odpowiednia w przypadku złożonych części cienkościennych, które są trudne do uformowania przez ogólne kucie matrycowe. Różne metody kucia mają różne procesy, wśród których przebieg procesu kucia matrycowego na gorąco jest najdłuższy. Ogólna kolejność to: wykrawanie półwyrobu kuźniczego; Ogrzewanie półfabrykatu kuźniczego; Przygotowanie półfabrykatów do kucia na rolkach; Kucie matrycowe; Lamówka; Inspekcja pośrednia w celu sprawdzenia wymiarów i wad powierzchniowych odkuwek; Obróbka cieplna odkuwek w celu wyeliminowania naprężeń kucia i poprawy wydajności skrawania metali; Czyszczenie, głównie w celu usunięcia zgorzeliny tlenku powierzchni; Korekta; Inspekcja: ogólnie odkuwki podlegają kontroli wyglądu i twardości, a ważne odkuwki poddawane są również analizie składu chemicznego, właściwości mechanicznych, naprężeń szczątkowych i innych kontroli oraz badań nieniszczących. Kucie to powszechna nazwa kucia i tłoczenia. Jest to metoda formowania i przetwarzania, która wykorzystuje głowicę młotka, blok kowadełka, stempel lub matrycę maszyn kuźniczych do wywierania nacisku na półfabrykat w celu wytworzenia odkształcenia plastycznego, aby uzyskać części o wymaganym kształcie i rozmiarze.

W procesie kucia cały kęs ma oczywiste odkształcenie plastyczne i dużą płynność plastyczną; W procesie tłoczenia półfabrykat jest formowany głównie przez zmianę położenia przestrzennego każdego obszaru części i nie ma w nim przepływu tworzywa sztucznego na dużą odległość. Kucie służy głównie do obróbki części metalowych i może być również wykorzystywane do obróbki niektórych części niemetalowych, takich jak konstrukcyjne tworzywa sztuczne, guma, kęsy ceramiczne, kęsy cegieł i materiały kompozytowe. Walcowanie i ciągnienie w przemyśle kuźniczym i metalurgicznym należą do przetwórstwa tworzyw sztucznych lub obróbki ciśnieniowej, ale kucie służy głównie do produkcji części metalowych, podczas gdy walcowanie i ciągnienie służy głównie do wytwarzania ogólnych materiałów metalowych, takich jak płyty, taśmy, rury, profile i druty pręt. Pod koniec epoki neolitu ludzie zaczęli wykuwać naturalną czerwoną miedź, aby tworzyć ozdoby i gadżety. Chiny stosują technologię kucia na zimno do wytwarzania narzędzi od ponad 2000 lat p.n.e. Na przykład przedmioty z czerwonego brązu odkryte w miejscu kultury Qijia w Huangniangtai w Wuwei w prowincji Gansu mają wyraźne ślady młotka. W połowie dynastii Shang do wyrobu broni używano żelaza meteorytowego i przyjęto proces kucia na gorąco. Blok wytopu kutego żelaza pojawił się w okresie późnej wiosny i jesieni, powstaje przez wielokrotne podgrzewanie i kucie w celu wytłoczenia wtrąceń tlenkowych. Początkowo ludzie wykuwali wahliwy młot. Później ludzie ciągnęli liny i krążki, aby podnieść ciężki młot, a potem swobodnie spadali, aby wykuć blank. Po XIV wieku pojawiło się kucie mechaniczne i hydrauliczne z młotem spadowym. W 1842 r. Naismith z Anglii wykonał pierwszy młot parowy, dzięki czemu kucie wkroczyło w erę stosowania mocy. Później pojawiły się kolejno kuźnicza prasa hydrauliczna, napędzany silnikiem młot łuskowy, pneumatyczny młot kuźniczy i prasa mechaniczna. Młot szynowy został po raz pierwszy użyty podczas wojny secesyjnej (1861–1865) do kucia części broni. Następnie w Europie pojawił się młot do kucia matrycowego parowego, a proces kucia matrycowego był stopniowo spopularyzowany. Pod koniec XIX wieku ukształtowała się podstawowa kategoria nowoczesnych maszyn kuźniczych. Na początku XX wieku, wraz z masową produkcją samochodów, kucie matrycowe na gorąco szybko się rozwinęło i stało się głównym procesem kucia. W połowie XX wieku prasa do kucia na gorąco, kuźnia płaska i młot kuźniczy bez kowadełka stopniowo zastępowały zwykły młot kuźniczy, poprawiając wydajność i zmniejszając wibracje i hałas. Wraz z rozwojem nowych procesów kucia, takich jak technologia nagrzewania mniej i bez utleniania, matryce o wysokiej precyzji i długiej żywotności, wytłaczanie na gorąco i walcowanie formujące, a także operatorzy kucia, manipulatory i automatyczne linie produkcyjne kucia, wydajność i efekt ekonomiczny produkcja kucia jest stale ulepszana. Kucie na zimno poprzedza kucie na gorąco. Wczesne czerwone miedziane, złote, srebrne arkusze i monety były kute na zimno. Zastosowanie kucia na zimno w produkcji mechanicznej spopularyzowano w XX wieku.

Kucie na zimno, wytłaczanie na zimno, kucie promieniowe i walcowanie wahadłowe rozwijały się jeden po drugim, stopniowo tworząc wydajny proces kucia, który umożliwia wytwarzanie precyzyjnych części bez cięcia. Wczesne tłoczenie wykorzystywało tylko proste narzędzia, takie jak łopata, nożyczki, przebijak, młotek i kowadło do formowania metalowych płyt (głównie płyt z miedzi lub stopów miedzi) poprzez ręczne cięcie, wykrawanie, dłutowanie i wybijanie, aby wyprodukować instrumenty muzyczne i instrumenty garnkowe, takie jak gongi, czynele i czynele. Wraz z rozwojem produkcji płyt średnich i grubych oraz rozwojem tłocznej prasy hydraulicznej i prasy mechanicznej, w połowie -19wieku również zaczęto zmechanizować obróbkę tłoczenia. W 1905 r. Stany Zjednoczone rozpoczęły produkcję zwojów stali walcowanej na gorąco wąskich taśm stalowych, w 1926 r. rozpoczęto produkcję taśm stalowych o szerokich taśmach, a następnie pojawiła się stalowa taśma ciągła walcowana na zimno.

Jednocześnie zwiększa się wydajność płyt i taśm, poprawia się jakość i zmniejsza się koszt. W połączeniu z rozwojem produkcji statków, pojazdów szynowych, kotłów, kontenerów, samochodów i puszek, tłoczenie stało się jednym z najczęściej stosowanych procesów formowania. Kucie jest klasyfikowane głównie według trybu formowania i temperatury odkształcenia. Zgodnie z metodą formowania kucie można podzielić na kucie i tłoczenie; W zależności od temperatury odkształcenia, kucie można podzielić na kucie na gorąco, kucie na zimno, kucie na ciepło i kucie izotermiczne. Kucie na gorąco to kucie powyżej temperatury rekrystalizacji metalu. Podwyższenie temperatury może poprawić plastyczność metalu, poprawić wewnętrzną jakość przedmiotu obrabianego i sprawić, że nie będzie łatwo pękać. Wysoka temperatura może również zmniejszyć odporność metalu na odkształcenia i tonaż maszyn do kucia. Istnieje jednak wiele procesów kucia na gorąco, słaba dokładność obrabianego przedmiotu i chropowata powierzchnia, a odkuwki są podatne na utlenianie, odwęglanie i spalanie. Kucie na zimno to kucie wykonywane w temperaturze niższej niż temperatura rekrystalizacji metalu. Ogólnie rzecz biorąc, kucie na zimno odnosi się głównie do kucia w temperaturze pokojowej, a kucie w temperaturze wyższej niż temperatura pokojowa, ale nie wyższej niż temperatura rekrystalizacji, nazywa się kuciem na ciepło. Kucie na ciepło ma wysoką precyzję, gładką powierzchnię i małą odporność na odkształcenia.

Obrabiany przedmiot uformowany przez kucie na zimno w temperaturze pokojowej ma wysoką dokładność kształtu i wymiarów, gładką powierzchnię i kilka procedur obróbki, co jest wygodne dla automatycznej produkcji. Wiele części do kucia na zimno i tłoczenia może być bezpośrednio użytych jako części lub produkty bez cięcia. Jednak podczas kucia na zimno, ze względu na niską plastyczność metalu, łatwo jest pękać podczas odkształcania, a odporność na odkształcenia jest duża, dlatego potrzebne są maszyny do kucia o dużym tonażu. Kucie izotermiczne polega na utrzymaniu stałej temperatury surówki w całym procesie formowania. Kucie izotermiczne ma na celu pełne wykorzystanie wysokiej plastyczności niektórych metali w tej samej temperaturze lub uzyskanie określonej mikrostruktury i właściwości. Kucie izotermiczne musi utrzymywać matrycę i półfabrykat w stałej temperaturze, co wiąże się z wysokimi kosztami. Jest używany tylko do specjalnych procesów kucia, takich jak formowanie superplastyczne. Kucie może zmienić strukturę metalu i poprawić właściwości metalu. Po kuciu na gorąco wlewka, oryginał w postaci porowatości odlewu, porowatości i mikropęknięć jest zagęszczany lub spawany; Pierwotny kryształ dendrytyczny pęka, dzięki czemu ziarno jest drobniejsze; Jednocześnie zmienia się pierwotna segregacja węglików i nierównomierny rozkład, aby ujednolicić strukturę, tak aby uzyskać odkuwki o gęstej, jednolitej, drobnej, dobrej wszechstronnej wydajności i niezawodnym użytkowaniu. Po odkształceniu kucia na gorąco metal ma strukturę włóknistą; Po odkształceniu kucia na zimno kryształy metalu są w porządku. Kucie polega na tym, aby metal płynął plastycznie, aby nadać przedmiotowi wymagany kształt. Po wytworzeniu plastycznego przepływu metalu siłą zewnętrzną, objętość pozostaje niezmieniona, a metal zawsze płynie do części z najmniejszym oporem. W produkcji kształt przedmiotu obrabianego jest często kontrolowany zgodnie z tymi prawami w celu realizacji spęczania, ciągnienia, rozwiercania, gięcia, głębokiego tłoczenia i innych deformacji. Wielkość odkutego przedmiotu jest dokładna, co sprzyja organizacji produkcji masowej. Kucie matrycowe, wytłaczanie, tłoczenie i inne zastosowania, wielkość formowania matrycowego jest dokładna i stabilna. Wysokowydajne maszyny do kucia i automatyczna linia produkcyjna kucia mogą być wykorzystywane do organizowania profesjonalnej produkcji masowej lub produkcji masowej. Proces produkcji kucia obejmuje wykrawanie, podgrzewanie i wstępną obróbkę półwyrobu kuźniczego przed formowaniem; Kontrola, kalibracja i obróbka cieplna obrabianego przedmiotu. Typowe maszyny kuźnicze obejmują młot kuźniczy, prasę hydrauliczną i prasę mechaniczną. Młot kuźniczy ma dużą prędkość uderzenia, co sprzyja przepływowi metalu z tworzywa sztucznego, ale powoduje wibracje; Statyczne kucie prasy hydraulicznej sprzyja kuciu przez metal i usprawnieniu organizacji. Praca jest stabilna, ale wydajność jest niska; Skok prasy mechanicznej jest stały, co ułatwia mechanizację i automatyzację. W przyszłości proces kucia będzie rozwijał się w zakresie poprawy wewnętrznej jakości części kutych, opracowywania technologii kucia precyzyjnego i precyzyjnego tłoczenia, opracowywania sprzętu do kucia i linii produkcyjnej kucia o wyższej wydajności i automatyzacji, opracowywania elastycznego systemu formowania kucia, opracowywania nowych materiałów do kucia i kucie metod przetwarzania. Poprawa jakości wewnętrznej części kutych to przede wszystkim poprawa ich właściwości mechanicznych (wytrzymałość, plastyczność, wiązkość, wytrzymałość zmęczeniowa) oraz niezawodności. Wymaga to lepszego zastosowania teorii odkształceń plastycznych metalu; Zastosuj materiały o lepszej jakości wewnętrznej; Prawidłowo przeprowadzić ogrzewanie przed kuciem i obróbkę cieplną kucia; Bardziej rygorystyczne i obszerne badania nieniszczące części kutych. Mniej i brak cięcia jest najważniejszym środkiem i kierunkiem dla przemysłu maszynowego w celu poprawy wykorzystania materiałów, poprawy wydajności pracy i zmniejszenia zużycia energii. Mniej naddatku do kucia, brak nagrzewania oksydacyjnego oraz rozwój materiałów na matryce i metod obróbki powierzchni o wysokiej twardości, odporności na zużycie i długiej żywotności.