Penempaan ialah kaedah pemprosesan yang menggunakan mesin penempaan untuk menggunakan tekanan pada bilet logam, menyebabkan mereka mengalami ubah bentuk plastik untuk mendapatkan penempaan dengan sifat mekanikal, bentuk dan saiz tertentu. Ia adalah salah satu daripada dua komponen utama penempaan (menempa dan mengecap). Penempaan boleh menghapuskan kecacatan seperti keliangan tuangan dalam proses peleburan logam, mengoptimumkan struktur mikro, dan, disebabkan oleh pemeliharaan garis aliran logam yang lengkap, sifat mekanikal penempaan secara amnya lebih baik daripada tuangan bahan yang sama. Bahagian penting dalam jentera berkaitan dengan beban tinggi dan keadaan kerja yang teruk, kecuali bentuk mudah yang boleh digulung ke dalam plat, profil atau bahagian yang dikimpal, kebanyakannya diperbuat daripada penempaan.
Suhu ubah bentuk bahan penempaan
Suhu penghabluran semula permulaan keluli dibahagikan dengan 800 ℃, dengan penempaan panas berlaku melebihi 800 ℃; Penempaan antara 300 dan 800 ℃ dipanggil penempaan hangat atau penempaan separa panas, dan penempaan pada suhu bilik dipanggil penempaan sejuk. Penempaan yang digunakan dalam kebanyakan industri ialah penempaan panas, manakala penempaan panas dan sejuk digunakan terutamanya untuk menempa bahagian seperti kereta dan jentera am. Penempaan panas dan sejuk boleh menjimatkan bahan dengan berkesan.
Kategori penempaan
Mengikut suhu penempaan, ia boleh dibahagikan kepada penempaan panas, penempaan hangat, dan penempaan sejuk.
Mengikut mekanisme pembentukan, penempaan boleh dibahagikan kepada penempaan percuma, penempaan mati, penggelek cincin, dan penempaan khas.
1. Penempaan percuma. Kaedah pemprosesan penempaan merujuk kepada penggunaan alat sejagat mudah atau penggunaan langsung daya luaran antara andas atas dan bawah peralatan penempaan untuk mengubah bentuk bilet dan mendapatkan bentuk geometri yang diperlukan dan kualiti dalaman. Penempaan yang dihasilkan menggunakan kaedah penempaan percuma dipanggil penempaan percuma. Penempaan percuma terutamanya menghasilkan kumpulan kecil penempaan, menggunakan peralatan penempaan seperti tukul dan penekan hidraulik untuk membentuk dan memproses kosong dan mendapatkan penempaan yang layak. Proses asas penempaan bebas termasuk menjengkelkan, memanjang, menumbuk, memotong, membengkok, memutar, anjakan dan menempa. Penempaan percuma menggunakan kaedah penempaan panas.
2. Mati menempa. Penempaan mati boleh dibahagikan kepada penempaan mati terbuka dan penempaan mati tertutup. Bilet logam dibentuk oleh ubah bentuk mampatan dalam ruang die penempaan dengan bentuk tertentu untuk mendapatkan penempaan. Penempaan die biasanya digunakan untuk menghasilkan bahagian dengan berat kecil dan saiz kelompok besar.
Die forging boleh dibahagikan kepada hot die forging, warm forging, dan cold forging. Penempaan panas dan penempaan sejuk ialah arah pembangunan masa hadapan penempaan acuan dan juga mewakili tahap teknologi penempaan. Mengikut klasifikasi bahan, penempaan die juga boleh dibahagikan kepada penempaan die logam hitam, penempaan die bukan ferus, dan pembentukan produk serbuk. Seperti namanya, bahan tersebut adalah logam hitam seperti keluli karbon, logam bukan ferus seperti tembaga dan aluminium, dan bahan metalurgi serbuk. Penyemperitan harus tergolong dalam penempaan mati dan boleh dibahagikan kepada penyemperitan logam berat dan penyemperitan logam ringan. Perlu diingatkan bahawa bilet tidak boleh disekat sepenuhnya. Oleh itu, adalah perlu untuk mengawal ketat isipadu bilet, mengawal kedudukan relatif acuan penempaan, dan ukur penempaan, berusaha untuk mengurangkan haus acuan penempaan.
3. Cincin pengisaran. Gelek gelang merujuk kepada penghasilan bahagian bulat dengan diameter berbeza menggunakan peralatan khusus seperti mesin gelek gelang, dan juga digunakan untuk menghasilkan bahagian berbentuk roda seperti roda kereta dan roda kereta api.
4. Penempaan khas. Penempaan khas termasuk kaedah penempaan seperti penempaan gulung, penggulungan baji silang, penempaan jejari dan penempaan acuan cecair, yang kesemuanya lebih sesuai untuk menghasilkan bahagian berbentuk khas tertentu.
Sebagai contoh, penempaan gulung boleh berfungsi sebagai proses prabentuk yang berkesan, dengan ketara mengurangkan tekanan pembentukan seterusnya; Gulungan baji silang boleh menghasilkan bahagian seperti bola keluli dan aci penghantaran; Penempaan jejari boleh menghasilkan penempaan besar seperti laras senapang dan aci langkah.
menempa die
Mengikut mod pergerakan acuan penempaan, penempaan boleh dibahagikan kepada penempaan ayunan, penempaan putar ayunan, penempaan gulung, penggelek baji silang, penggelek cincin dan penggelek serong. Penempaan putar, penempaan berputar dan penempaan ketepatan juga boleh digunakan untuk cincin penempaan hidraulik penempaan penerbangan tugas berat 400MN (40000 tan) di China. Untuk meningkatkan kadar penggunaan bahan, penempaan gulung dan guling silang boleh digunakan sebagai proses terdahulu untuk memproses bahan langsing. Penempaan berputar, seperti penempaan bebas, juga dibentuk secara tempatan, dan kelebihannya ialah ia boleh dibentuk walaupun di bawah daya penempaan yang lebih kecil berbanding dengan saiz penempaan. Kaedah penempaan ini, termasuk penempaan percuma, melibatkan pengembangan bahan dari sekitar permukaan acuan ke permukaan bebas semasa pemprosesan, menjadikannya sukar untuk memastikan ketepatan. Oleh itu, dengan mengawal arah pergerakan acuan penempaan dan proses penempaan berputar dengan komputer, produk berbentuk kompleks dan berketepatan tinggi boleh diperolehi dengan daya penempaan yang lebih rendah, seperti menghasilkan penempaan dengan pelbagai jenis dan saiz bilah turbin stim yang besar. .
Pergerakan acuan dan darjah kebebasan memalsukan peralatan adalah tidak konsisten. Mengikut ciri-ciri had ubah bentuk di bahagian bawah pusat mati, peralatan penempaan boleh dibahagikan kepada empat bentuk berikut:
1. Bentuk daya penempaan terhad: penekan hidraulik yang memacu secara langsung peluncur dengan tekanan minyak.
2. Kaedah had kuasi lejang: penekan hidraulik yang memacu mekanisme rod penyambung engkol dengan tekanan hidraulik.
3. Kaedah had lejang: penekan mekanikal dengan engkol, rod penyambung, dan mekanisme baji memacu peluncur.
4. Kaedah had tenaga: Gunakan mekanisme lingkaran skru dan penekan geseran. Untuk mencapai ketepatan yang tinggi semasa ujian panas penekan hidraulik penempaan penerbangan tugas berat, perhatian harus diberikan untuk mencegah beban lampau di bahagian bawah pusat mati, mengawal kelajuan dan kedudukan acuan. Kerana ini akan memberi kesan pada toleransi, ketepatan bentuk, dan hayat penempaan. Di samping itu, untuk mengekalkan ketepatan, perhatian juga harus diberikan untuk melaraskan kelegaan antara rel panduan gelangsar, memastikan kekakuan, melaraskan pusat mati bawah, dan menggunakan peranti penghantaran tambahan.
Gelangsar palsu
Gelangsar penempaan boleh dibahagikan kepada pergerakan menegak dan mendatar (digunakan untuk menempa bahagian langsing, pelinciran, penyejukan dan penempaan bahagian pengeluaran berkelajuan tinggi), dan peranti pampasan boleh digunakan untuk meningkatkan pergerakan ke arah lain. Kaedah di atas adalah berbeza, dan daya penempaan, proses, kadar penggunaan bahan, output, toleransi dimensi, dan kaedah pelinciran dan penyejukan yang diperlukan untuk berjaya menempa produk jenis cakera besar semuanya berbeza. Faktor-faktor ini juga merupakan faktor yang mempengaruhi tahap automasi.Bahan yang digunakan untuk menempa
Bahan utama yang digunakan untuk penempaan ialah keluli karbon dan keluli aloi dengan pelbagai komposisi, diikuti oleh aluminium, magnesium, kuprum, titanium, dan aloinya. Keadaan asal bahan termasuk bar, jongkong, serbuk logam, dan logam cecair. Nisbah luas keratan rentas logam sebelum ubah bentuk kepada luas keratan rentas selepas ubah bentuk dipanggil nisbah penempaan. Pemilihan nisbah penempaan yang betul, suhu pemanasan dan masa penebat yang munasabah, suhu penempaan awal dan akhir yang munasabah, jumlah ubah bentuk yang munasabah, dan kelajuan ubah bentuk berkait rapat dengan meningkatkan kualiti produk dan mengurangkan kos. Umumnya, penempaan bersaiz kecil dan sederhana menggunakan bar bulat atau persegi sebagai bilet. Struktur bijian dan sifat mekanikal bahan bar adalah seragam dan baik, dengan bentuk dan saiz yang tepat, kualiti permukaan yang baik, dan pengeluaran besar-besaran yang mudah diatur. Selagi suhu pemanasan dan keadaan ubah bentuk dikawal dengan munasabah, penempaan berprestasi tinggi boleh dipalsukan tanpa ubah bentuk penempaan yang ketara. Jongkong hanya digunakan untuk penempaan besar. Jongkong ialah struktur as-cast dengan kristal kolumnar besar dan pusat longgar. Oleh itu, adalah perlu untuk memecahkan kristal kolumnar kepada butiran halus melalui ubah bentuk plastik yang besar dan padat dengan longgar untuk mendapatkan struktur logam dan sifat mekanikal. Preform metalurgi serbuk yang dibuat dengan menekan dan menembak boleh ditempa menjadi penempaan serbuk tanpa burr dalam keadaan panas. Ketumpatan serbuk penempaan adalah hampir dengan penempaan acuan am, dengan sifat mekanikal yang baik dan ketepatan yang tinggi, yang boleh mengurangkan pemprosesan pemotongan berikutnya. Struktur dalaman penempaan serbuk adalah seragam tanpa pengasingan dan boleh digunakan untuk mengeluarkan gear kecil dan bahan kerja lain. Walau bagaimanapun, harga serbuk jauh lebih tinggi daripada bar biasa, dan penggunaannya dalam pengeluaran tertakluk kepada batasan tertentu. Menggunakan tekanan statik pada logam cecair yang dituangkan ke dalam rongga acuan, yang memejal, menghablur, mengalir, mengalami ubah bentuk plastik, dan membentuk di bawah tekanan, boleh memperoleh bentuk dan prestasi penempaan yang diperlukan. Penempaan logam cecair adalah kaedah pembentukan yang terletak di antara tuangan die dan penempaan, terutamanya sesuai untuk bahagian berdinding nipis kompleks yang sukar dibentuk secara umum. Sebagai tambahan kepada bahan biasa seperti keluli karbon dan keluli aloi dengan pelbagai komposisi, diikuti oleh aluminium, magnesium, kuprum, titanium, dan aloinya, aloi ubah bentuk aloi suhu tinggi berasaskan besi, aloi suhu tinggi berasaskan nikel, dan aloi suhu tinggi berasaskan kobalt juga disiapkan dengan menempa atau menggulung. Walau bagaimanapun, aloi ini mempunyai zon plastik yang agak sempit, jadi kesukaran menempa adalah agak tinggi. Bahan yang berbeza mempunyai keperluan yang ketat untuk suhu pemanasan, suhu penempaan pembukaan, dan suhu penempaan akhir.
Aliran proses penempaan
Kaedah penempaan yang berbeza mempunyai proses yang berbeza, antaranya proses penempaan die panas adalah yang paling lama, dan perintah umum ialah: menempa pemotongan kosong; Memalsukan pemanasan bilet; Roll forging penyediaan kosong; Die penempaan membentuk; Potongan tepi; menumbuk; Pembetulan; Pemeriksaan pertengahan, memeriksa dimensi dan kecacatan permukaan penempaan; Rawatan haba penempaan untuk menghapuskan tekanan penempaan dan meningkatkan prestasi pemotongan logam; Pembersihan, terutamanya untuk mengeluarkan skala oksida permukaan; Pembetulan; Pemeriksaan: Secara amnya, penempaan perlu menjalani pemeriksaan penampilan dan kekerasan, manakala penempaan penting juga perlu menjalani analisis komposisi kimia, sifat mekanikal, ujian tekanan sisa dan ujian tidak merosakkan.
Ciri-ciri Penempaan
Berbanding dengan tuangan, logam boleh memperbaiki struktur mikro dan sifat mekanikalnya selepas pemprosesan penempaan. Selepas kerja panas dan ubah bentuk dengan kaedah penempaan, struktur tuangan berubah daripada dendrit kasar dan butiran kolumnar kepada struktur terhablur semula yang sama dengan saiz yang lebih halus dan seragam disebabkan oleh ubah bentuk dan penghabluran semula logam. Ini menyebabkan pengasingan asal, keliangan, keliangan, kemasukan sanga, dan pemadatan dan kimpalan lain dalam jongkong keluli, menjadikan struktur lebih padat dan meningkatkan keplastikan dan sifat mekanikal logam. Sifat mekanikal tuangan adalah lebih rendah daripada penempaan bahan yang sama. Di samping itu, pemprosesan penempaan boleh memastikan kesinambungan struktur gentian logam, mengekalkan struktur gentian penempaan konsisten dengan bentuk penempaan. Barisan aliran logam lengkap, yang boleh memastikan bahagian tersebut mempunyai sifat mekanikal yang baik dan hayat perkhidmatan yang panjang. Penempaan yang dihasilkan oleh penempaan ketepatan, penyemperitan sejuk, penyemperitan hangat dan proses lain tidak dapat dibandingkan dengan tuangan. Penempaan ialah objek yang dibentuk oleh ubah bentuk plastik untuk memenuhi bentuk yang diperlukan atau daya mampatan yang sesuai apabila logam dikenakan tekanan. Kuasa ini biasanya dicapai melalui penggunaan tukul atau tekanan. Proses penempaan membina struktur zarah yang indah dan meningkatkan sifat fizikal logam. Dalam penggunaan praktikal komponen, reka bentuk yang betul dapat memastikan aliran zarah berada dalam arah tekanan utama. Tuangan ialah objek berbentuk logam yang diperolehi melalui pelbagai kaedah tuangan, iaitu, logam cair cair disuntik ke dalam acuan yang telah disediakan terlebih dahulu melalui penuangan, suntikan, sedutan, atau kaedah tuangan lain, disejukkan, dan kemudian tertakluk kepada penyingkiran pasir, pembersihan, dan tiang. -rawatan untuk mendapatkan objek dengan bentuk, saiz, dan prestasi tertentu.
Analisis tahap penempaan
Industri penempaan China telah berkembang berdasarkan memperkenalkan, mencerna, dan menyerap teknologi asing. Selepas bertahun-tahun pembangunan dan transformasi teknologi, tahap teknikal perusahaan dalam industri telah bertambah baik, termasuk reka bentuk proses, teknologi penempaan, teknologi rawatan haba, teknologi pemesinan, ujian produk dan aspek lain.
(1) Pengeluar termaju dalam reka bentuk proses umumnya mengguna pakai teknologi simulasi komputer pemprosesan panas, reka bentuk proses bantuan komputer, dan teknologi maya, meningkatkan tahap reka bentuk proses dan keupayaan pembuatan produk. Memperkenalkan dan menggunakan program simulasi seperti DATAFOR, GEMARC/AUTOFORGE, DEFORM, LARSTRAN/SHAPE, dan THERMOCAL untuk mencapai kawalan proses reka bentuk komputer dan pemprosesan terma.
(2) Kebanyakan mesin penekan hidraulik dengan teknologi penempaan 40MN dan ke atas dilengkapi dengan 100-400t. m pengendali penempaan utama dan 20-40t. m pengendali tambahan. Sebilangan besar pengendali menggunakan kawalan komputer untuk mencapai kawalan menyeluruh terhadap proses penempaan, membolehkan ketepatan penempaan dikawal dalam ± 3mm. Pengukuran tempaan dalam talian menggunakan peranti ukuran saiz laser.
(3) Fokus teknologi rawatan haba adalah untuk meningkatkan kualiti produk, meningkatkan kecekapan rawatan haba, menjimatkan tenaga, dan melindungi alam sekitar. Jika proses pemanasan relau pemanasan dan relau rawatan haba dikawal oleh komputer, pembakar boleh dikawal untuk mencapai pelarasan automatik pembakaran, suhu relau, pencucuhan automatik, dan pengurusan parameter pemanasan; Penggunaan sisa haba, relau rawatan haba yang dilengkapi dengan ruang pembakaran regeneratif, dsb; Dengan menggunakan tangki minyak pelindapkejutan polimer dengan kapasiti pencemaran yang rendah dan kawalan penyejukan yang berkesan, pelbagai media pelindapkejutan berasaskan air secara beransur-ansur menggantikan minyak pelindapkejutan tradisional.
(4) Perkadaran alat mesin CNC dalam industri teknologi pemesinan semakin meningkat secara beransur-ansur. Sesetengah perusahaan dalam industri mempunyai pusat pemesinan dan dilengkapi dengan jentera pemesinan proprietari mengikut jenis produk yang berbeza, seperti pusat pemesinan lima koordinat, mesin pemesinan bilah, kilang penggelek, pelarik penggelek, dsb.
(5) Langkah-langkah jaminan kualiti: Sesetengah perusahaan domestik telah melengkapkan diri mereka dengan instrumen pengesanan dan teknologi ujian terkini, sistem ujian ultrasonik automatik moden dengan pemprosesan data dikawal komputer, dan pelbagai sistem ujian ultrasonik automatik khusus untuk melengkapkan pensijilan pelbagai sistem kualiti. Teknologi pengeluaran utama penempaan gear tugas berat berkelajuan tinggi telah terus diatasi, dan atas dasar ini, pengeluaran perindustrian telah dicapai. Berdasarkan memperkenalkan teknologi pengeluaran termaju dan peralatan utama dari luar negara, China telah dapat mereka bentuk dan mengeluarkan peralatan pengeluaran untuk penempaan gear berkelajuan tinggi dan tugas berat sendiri. Peralatan ini telah menghampiri tahap lanjutan antarabangsa, dan peningkatan tahap teknologi dan peralatan telah menggalakkan pembangunan industri penempaan domestik dengan berkesan.
Kepentingan penempaan
Pengeluaran penempaan adalah salah satu kaedah pemprosesan utama untuk menyediakan bahagian mekanikal kosong dalam industri pembuatan mekanikal. Dengan menempa, bukan sahaja bentuk bahagian mekanikal boleh diperolehi, tetapi juga struktur dalaman logam boleh diperbaiki, dan sifat mekanikal dan fizikal logam boleh dipertingkatkan. Secara amnya, bahagian mekanikal yang penting dengan tekanan dan keperluan yang tinggi dihasilkan menggunakan kaedah pengeluaran penempaan. Komponen penting seperti aci penjana turbin, rotor, pendesak, bilah, gelang penahan, tiang penekan hidraulik besar, silinder tekanan tinggi, gulungan kilang gelek keluli, aci engkol enjin pembakaran dalaman, rod penyambung, gear, galas dan artileri dalam pertahanan negara. industri semuanya dihasilkan melalui penempaan. [7] Oleh itu, pengeluaran penempaan digunakan secara meluas dalam industri seperti metalurgi, perlombongan, kereta, traktor, jentera penuaian, petroleum, industri kimia, penerbangan, aeroangkasa, senjata, dan lain-lain. Malah dalam kehidupan seharian, pengeluaran penempaan juga memainkan peranan penting. . Dari satu segi, keluaran tahunan penempaan, bahagian penempaan acuan dalam jumlah pengeluaran penempaan, serta saiz dan pemilikan peralatan penempaan, mencerminkan pada tahap tertentu tahap perindustrian sesebuah negara.
