Ringkasan Tajuk Dingin Membentuk Pengetahuan, Cepat Lenyapkannya!

Tajuk sejuk (penyemperitan) tergolong dalam pemprosesan tekanan logam dan merupakan salah satu proses pemprosesan tekanan logam bukan pemotongan.

Dalam pengeluaran, di bawah suhu biasa, daya luaran dikenakan pada logam untuk membentuknya dalam acuan yang telah ditetapkan. Kaedah ini biasanya dipanggil tajuk sejuk (extrusion).

Dalam proses pembentukan pengikat, teknologi tajuk sejuk (penyemperitan) adalah teknologi pemprosesan utama. Teknologi tajuk sejuk paling sesuai untuk menghasilkanbolt, skru, kacang dan rivet.

Hari ini, Xiao Bian memperkenalkan konsep asas tajuk sejuk, sejarah perkembangan penyemperitan sejuk, kelebihan dan keburukan tajuk sejuk, dan perbandingan tajuk sejuk, tajuk panas dan tajuk hangat.

Konsep asas tajuk sejuk

Tajuk sejuk (penyemperitan) adalah bahagian penting dalam teknologi membentuk isipadu plastik ketepatan. Penyemperitan sejuk merujuk kepada meletakkan logam kosong ke dalam rongga acuan di bawah keadaan sejuk, memaksa bahan logam untuk menghasilkan aliran plastik di bawah tindakan tekanan yang kuat dan kelajuan tertentu, untuk mendapatkan bentuk, saiz dan sifat mekanikal tertentu bahagian penyemperitan yang diperlukan .

Jelas sekali, proses penyemperitan sejuk bergantung pada acuan untuk mengawal aliran logam, dan bergantung pada pemindahan besar-besaran isipadu logam untuk membentuk bahagian.

Malah, pembentukan mana-mana pengikat boleh direalisasikan bukan sahaja dengan tajuk sejuk, tetapi juga dengan penyemperitan ke hadapan dan belakang, penyemperitan kompaun, tebukan, rolling dan kaedah ubah bentuk lain sebagai tambahan kepada ubah bentuk yang mengganggu.

Oleh itu, istilah "cold heading" dalam pengeluaran hanyalah istilah adat. Lebih khusus lagi, ia harus dipanggil "tajuk sejuk (penyemperitan)".

Sejarah perkembangan penyemperitan sejuk moden

Teknologi penyemperitan sejuk moden bermula pada akhir abad ke-18. Orang Perancis memulakan penyemperitan sejuk dengan menyemperit plumbum dari lubang kecil ke dalam peluru semasa Revolusi Perancis.

Pada tahun 1830, beberapa orang di Perancis mula menggunakan mesin penekan untuk menghasilkan tiub plumbum dan timah dengan penyemperitan terbalik.

Pada tahun 1906, untuk mengeluarkan butang sut tembaga di Amerika Syarikat, seseorang telah memperoleh hak paten bagi cawan kosong kosong penyemperitan hadapan.

Kaedah Hooker, yang telah dipatenkan oleh orang Amerika pada tahun 1909, adalah kaedah penyemperitan penebuk ke hadapan. Arah aliran logam adalah sama dengan arah penyemperitan tebukan. Ia dibangunkan selepas paten 1906 dibeli. Cawan kosong dalam paten dihasilkan dengan kaedah lukisan dalam.

Dalam Perang Dunia Pertama, kaedah Hooker digunakan untuk mengeluarkan bekas kartrij tembaga. Pada tahun 1934 sebelum Perang Dunia Kedua, orang Jerman menggunakan kaedah ini untuk membuat percubaan-mengeluarkan bekas kartrij keluli, tetapi gagal kerana lekatan haba yang serius.

Hanya pada pertengahan Perang Dunia Kedua kaedah penyemperitan berjaya menghasilkan bekas kartrij keluli kerana penggunaan kaedah rawatan pelinciran permukaan baru - untuk membentuk filem fosfat pada permukaan bahan kerja.

Sejak itu, teknologi penyemperitan sejuk telah menjadi praktikal dan telah menjadi kaedah yang paling banyak digunakan dalam teknologi penempaan sejuk.

Pada tahun 1960-an, pertumbuhan industri automobil Jepun mewujudkan keadaan yang menggalakkan untuk pembangunan teknologi penyemperitan sejuk. Dari perspektif peralatan penyemperitan sejuk, sejak penekan ketepatan PK 2000kN (penekan siku) pertama Jepun dihasilkan oleh Keida Corporation Jepun pada tahun 1933, lebih daripada 2000 penekan siri PK telah dihasilkan setakat ini.

Dengan perkembangan industri automobil, permintaan untuk akhbar berketepatan tinggi menjadi semakin mendesak. Huida Co., Ltd. juga telah membangunkan pelbagai mesin penempaan.

Pada masa yang sama, Komatsu dari Jepun telah membangunkan penekan membentuk penempaan sejuk siri LIC dan LZC dengan ketepatan tinggi dan operasi mudah sebagai matlamat.

Dari perspektif produk penyemperitan sejuk, Jepun berjaya menyemperit gear klac permulaan, spline aci pemacu dan teras tiang alternator pada tahun 1970-an. Pada tahun 1980-an, ia juga berjaya menyemperitkan perlumbaan luar bola halaju malar berketepatan tinggi besar, perlumbaan dalam, aci silang, gear serong pembezaan kereta dan bahagian ketepatan tinggi yang lain. Ia telah memberikan sumbangan besar kepada prestasi tinggi kereta Jepun dan pengurangan kos pengeluaran.

Teknologi penyemperitan sejuk di China mempunyai masa permulaan yang serupa dengan di Jepun. Pada tahun 1970-an, China pernah mempromosikan teknologi penyemperitan supercooled dalam pengeluaran batch basikal, peralatan elektrik kereta dan produk lain, dan berjaya membangunkan penyemperitan membentuk gear permulaan dan memasukkannya ke dalam pengeluaran kelompok.

Walau bagaimanapun, beberapa siri masalah teknikal seperti proses, peralatan, bahan, acuan, pelinciran, peranti automasi dan saiz asal, keadaan asal dan pasca rawatan kosong belum diselesaikan secara asas, jadi ia belum dibangunkan dengan banyak. Pada tahun 1980-an, dengan perkembangan pesat perkakas rumah dan industri kereta dan motosikal, pengenalan, penghadaman dan penyerapan peralatan proses penyemperitan sejuk dan teknologi pengeluaran, penyelidik saintifik mengatasi banyak masalah teknologi penyemperitan sejuk melalui amalan pengeluaran, dan pada masa yang sama , peralatan penempaan sejuk juga telah berkembang dengan pesat.

Pada masa ini, China telah dapat menghasilkan bekas jam tangan, roda tenaga basikal, aci tengah, gear palsu ketepatan, sambungan universal halaju malar untuk kereta, palam pencucuh dan pin omboh untuk enjin pembakaran dalaman, tapet kereta, bahagian kamera, lengan arah pemula kereta, gear permulaan, dsb. dengan teknologi penyemperitan sejuk, dan telah mencapai tahap yang sama di dalam dan luar negara.

Kelebihan proses tajuk sejuk (penyemperitan).

Teknologi penyemperitan sejuk adalah teknologi pengeluaran termaju dengan ketepatan tinggi, kecekapan tinggi, kualiti tinggi dan penggunaan rendah, yang digunakan terutamanya dalam pengeluaran berskala besar penempaan kecil dan sederhana. Berbanding dengan proses pemprosesan lain, penyemperitan sejuk mempunyai kelebihan berikut:

a) Menjimatkan bahan mentah. Penyemperitan sejuk adalah menggunakan ubah bentuk plastik logam untuk membuat bahagian bentuk yang diperlukan, yang boleh mengurangkan pemotongan dan meningkatkan penggunaan bahan. Kadar penggunaan bahan penyemperitan sejuk secara amnya boleh mencapai lebih daripada 80 peratus.

b) Meningkatkan produktiviti buruh. Menggunakan proses penyemperitan sejuk dan bukannya memotong untuk mengeluarkan bahagian boleh meningkatkan produktiviti beberapa kali, berpuluh-puluh kali, malah ratusan kali ganda.

c) Bahagian boleh mendapatkan kekasaran permukaan yang ideal dan ketepatan dimensi. Ketepatan bahagian boleh mencapai IT7~IT8, dan kekasaran permukaan boleh mencapai R0.2~R0.6. Oleh itu, bahagian yang diproses dengan penyemperitan sejuk jarang dipotong semula, dan hanya perlu dikisar halus di tempat yang mempunyai keperluan khas.

d) Meningkatkan sifat mekanikal bahagian. Pengerasan kerja sejuk logam selepas penyemperitan sejuk dan pembentukan pengedaran penyelarasan gentian yang munasabah di dalam bahagian menjadikan kekuatan bahagian jauh lebih tinggi daripada bahan mentah. Di samping itu, proses penyemperitan sejuk yang munasabah boleh membentuk tegasan mampatan pada permukaan bahagian dan meningkatkan kekuatan keletihan. Oleh itu, proses rawatan haba boleh ditinggalkan untuk beberapa bahagian yang pada asalnya memerlukan pengukuhan rawatan haba selepas proses penyemperitan sejuk. Sesetengah bahagian pada asalnya perlu diperbuat daripada keluli kekuatan tinggi, dan boleh digantikan dengan keluli kekuatan rendah selepas proses penyemperitan sejuk.

e) Ia boleh memproses bahagian dengan bentuk yang kompleks dan sukar untuk dipotong. Seperti bahagian yang tidak teratur, rongga dalaman yang kompleks, gigi dalaman dan alur dalaman yang tidak kelihatan.

f) Mengurangkan kos bahagian. Oleh kerana proses penyemperitan sejuk mempunyai kelebihan menjimatkan bahan mentah, meningkatkan produktiviti, mengurangkan jumlah pemotongan bahagian, dan menggantikan bahan berkualiti tinggi dengan bahan yang tidak baik, kos bahagian dikurangkan dengan banyak.

Kesukaran dalam aplikasi teknologi penyemperitan sejuk

1) Keperluan tinggi untuk acuan. Semasa penyemperitan sejuk, kosong tertakluk kepada tegasan mampatan tiga dimensi dalam acuan, yang meningkatkan rintangan ubah bentuk dengan ketara, yang menjadikan tegasan acuan jauh lebih besar daripada acuan cetakan am. Apabila penyemperitan sejuk keluli, tegasan acuan selalunya mencapai 2000MPa~2500MPa. Selain kekuatan tinggi, acuan juga harus mempunyai keliatan impak yang mencukupi dan rintangan haus. Di samping itu, ubah bentuk plastik yang kuat bagi kosong logam dalam acuan akan meningkatkan suhu acuan kepada kira-kira 250 darjah ~ 300 darjah. Oleh itu, bahan acuan memerlukan kestabilan pembajaan tertentu. Disebabkan oleh keadaan di atas, hayat acuan penyemperitan sejuk adalah jauh lebih rendah daripada acuan cetakan.

2) Penekan tonase yang besar diperlukan. Oleh kerana rintangan ubah bentuk besar kosong semasa penyemperitan sejuk, ratusan atau bahkan ribuan tan akhbar diperlukan.

3) Disebabkan oleh kos yang tinggi die penyemperitan sejuk, ia biasanya hanya terpakai untuk bahagian yang dihasilkan dalam kuantiti yang banyak. Saiz kumpulan minimum yang sesuai ialah 50000~100000 keping.

4) Kosong perlu dirawat permukaan sebelum penyemperitan. Ini bukan sahaja meningkatkan bilangan proses dan mengambil kawasan pengeluaran yang besar, tetapi juga menyukarkan untuk merealisasikan automasi pengeluaran.

5) Ia tidak sesuai untuk memproses bahan berkekuatan tinggi.

6) Keplastikan dan keliatan impak bahagian penyemperitan sejuk menjadi lemah, dan tekanan sisa bahagian adalah besar, yang akan membawa kepada pengurangan ubah bentuk dan rintangan kakisan bahagian (kakisan tekanan).

Trend pembangunan teknologi penyemperitan sejuk

1) Dengan krisis tenaga yang semakin serius, orang ramai akan memberi lebih perhatian kepada kualiti alam sekitar, dan persaingan pasaran yang semakin sengit akan menggalakkan pengeluaran penempaan untuk berkembang ke arah kecekapan tinggi, kualiti tinggi, penghalusan, penjimatan tenaga dan penjimatan bahan. Oleh itu, keluaran penempaan halus yang dihasilkan oleh penyemperitan dan cara teknologi lain akan sangat dibangunkan dalam persaingan pasaran.

2) Dengan pembangunan kereta ke arah berat ringan, kelajuan tinggi dan kelancaran, keperluan yang lebih tinggi dikemukakan untuk ketepatan dimensi, ketepatan berat dan sifat mekanikal penempaan. Sebagai contoh, sebagai tambahan kepada keperluan untuk ralat antara hujung besar dan kecil, ralat berat setiap penempaan rod penyambung untuk enjin kereta juga dikehendaki tidak lebih daripada 8g. Keperluan tinggi produk baharu akan menggalakkan pembangunan teknologi pengeluaran yang diperhalusi.

3) Organisasi pengeluaran khusus dan berskala besar masih merupakan arah pembangunan dan trend pengeluaran penyemperitan sejuk. Di Perancis, jumlah produktiviti buruh pengilang profesional yang menghasilkan penempaan melalui proses penyemperitan dari 1991 hingga 1994, iaitu, output dan nilai keluaran bahagian penyemperitan setiap orang, adalah lebih tinggi daripada pengilang umum yang menghasilkan penempaan cetakan atau penempaan bebas. Ambil 1994 sebagai contoh, keluaran per kapita bahagian penyemperitan pengeluar profesional ialah 51024KG, menghasilkan nilai keluaran sebanyak 775688 franc. Dalam tempoh yang sama, purata keluaran bagi setiap orang pengeluar yang menghasilkan penempaan cetakan hanya 39344KG, dengan nilai keluaran sebanyak 592384 franc, iaitu hanya 77.1 peratus dan 76.37 peratus daripada pengeluar profesional bahagian penyemperitan. Berbanding dengan kilang penempaan percuma, ia lebih rendah.

4) Mesin penyemperitan khas akan menjadi trend pembangunan. Dengan pembangunan pengeluaran halus penempaan sederhana dan kecil dan promosi dan aplikasi penyemperitan sejuk dan proses penyemperitan panas, mesin penyemperitan sejuk berbilang stesen, penekan ketepatan dan mesin khas yang direka dan dihasilkan untuk penempaan tertentu akan dibangunkan dengan sangat baik.

Kaedah penyemperitan biasa boleh dibahagikan kepada kategori berikut

a) Semasa penyemperitan ke hadapan, arah aliran logam adalah konsisten dengan arah pergerakan pukulan. Penyemperitan hadapan boleh dibahagikan kepada dua jenis: penyemperitan ke hadapan pepejal dan penyemperitan ke hadapan berongga. Kaedah penyemperitan hadapan boleh menghasilkan bahagian pepejal dan berongga dalam pelbagai bentuk, seperti skru, mandrel, tiub dan bekas kartrij.

b) Penyemperitan belakang: Semasa penyemperitan, arah aliran logam adalah bertentangan dengan arah pergerakan tebuk. Penyemperitan belakang boleh digunakan untuk mengeluarkan bahagian berbentuk cawan dengan pelbagai bentuk keratan rentas, seperti perumah instrumen, lengan galas sendi universal, dsb.

c) Penyemperitan kompaun: Semasa penyemperitan, sebahagian daripada arah aliran logam kosong adalah sama dengan arah pergerakan penebuk, manakala bahagian lain arah aliran logam adalah bertentangan dengan arah pergerakan penebuk. Kaedah penyemperitan kompaun boleh menghasilkan bahagian cawan berganda, juga boleh menghasilkan bahagian cawan dan batang.

e) Penyemperitan diameter berkurangan adalah sejenis kaedah penyemperitan hadapan yang tidak normal dengan ubah bentuk kecil, dan bahagian kosong hanya berkurangan sedikit. Ia digunakan terutamanya untuk pembuatan bahagian aci bertingkat dengan perbezaan diameter yang kecil dan sebagai proses penamat bahagian cawan lubang dalam.

Ciri umum kaedah penyemperitan di atas ialah arah aliran cip emas adalah selari dengan paksi tebuk, jadi ia boleh secara kolektif dirujuk sebagai kaedah penyemperitan paksi. Di samping itu, terdapat penyemperitan jejari dan penyemperitan yang mengganggu.

Perbandingan penyemperitan sejuk, penyemperitan panas dan penyemperitan panas

a) Walaupun kaedah penyemperitan sejuk mempunyai banyak kelebihan, rintangan ubah bentuk yang besar mengehadkan saiz bahagian, dan juga mengehadkan penggunaan teknologi penyemperitan sejuk untuk bahan dengan rintangan ubah bentuk yang besar.

b) Walaupun kaedah pembentukan penyemperitan panas boleh mengurangkan rintangan ubah bentuk bahan, ia boleh mengurangkan ketepatan dimensi dan kualiti permukaan produk disebabkan oleh masalah pengoksidaan, penyahkarbonan dan pengembangan haba yang disebabkan oleh pemanasan. Oleh itu, ia secara amnya memerlukan banyak pemesinan sebelum ia boleh digunakan sebagai produk akhir.

c) Kaedah penyemperitan panas adalah untuk memanaskan kosong pada suhu yang sesuai di bawah suhu penghabluran semula logam untuk penyemperitan. Disebabkan oleh pemanasan logam, rintangan ubah bentuk kosong dikurangkan, pembentukannya mudah, tonase akhbar juga boleh dikurangkan, dan hayat die dilanjutkan. Walau bagaimanapun, ia berbeza daripada penyemperitan panas, kerana kemungkinan pengoksidaan dan penyahkarbonan adalah kecil apabila dipanaskan dalam julat suhu rendah, dan sifat mekanikal produk tidak berbeza daripada penyemperitan sejuk. Khususnya, bahan yang sukar dimesin pada suhu bilik, seperti keluli tahan karat, keluli karbon tinggi, sesetengah keluli dengan kandungan kromium tinggi dan aloi super yang mendakan fasa mengeras, mungkin boleh dimesin atau mudah dimesin semasa penyemperitan hangat.

d) Penyemperitan panas bukan sahaja sesuai untuk bahan yang sukar diproses dengan rintangan ubah bentuk yang tinggi, tetapi juga sesuai untuk keluli karbon rendah yang sesuai untuk penyemperitan sejuk, kerana penyemperitan panas mempunyai kelebihan untuk memudahkan pengeluaran berterusan. Semasa penyemperitan sejuk, termasuk penyemperitan sejuk keluli karbon rendah, penyepuhlindapan pra-pelembutan biasanya diperlukan sebelum pemprosesan, dan penyepuhlindapan juga diperlukan antara proses penyemperitan sejuk. Rawatan pasif hendaklah dijalankan sebelum penyemperitan sejuk. Ini menyukarkan untuk mengatur pengeluaran berterusan. Semasa penyemperitan hangat, penyepuhlindapan dan penyepuhlindapan pra-pelembutan antara pelbagai proses boleh dielakkan, dan rawatan permukaan juga boleh dielakkan, yang menjadikan pengeluaran struktur mikro yang berterusan mungkin. Sekurang-kurangnya, banyak proses tambahan boleh dikurangkan.

e) Penyemperitan panas boleh menggunakan ubah bentuk yang besar, yang boleh mengurangkan bilangan proses. Kos mati juga boleh dikurangkan dengan banyak, dan peralatan penempaan universal boleh digunakan dan bukannya peralatan penempaan berharga tinggi dengan ketegaran yang sangat tinggi. Jadi, walaupun penyemperitan panas perlu memanaskan logam, jumlah kos pemprosesan adalah agak murah, terutamanya apabila pembuatan bahagian berbentuk bukan axisymmetric dengan proses yang kompleks, penyemperitan hangat boleh memainkan peranannya.

f) Pada masa ini, pelincir yang digunakan dalam penyemperitan hangat tidak sepenuhnya memuaskan. Pada masa yang sama, terdapat juga kekurangan data praktikal mengenai pemprosesan, dan terdapat banyak masalah teknikal yang perlu diselesaikan.

Perbandingan proses menjengkelkan panas dan sejuk untuk pengikat

Panas menjengkelkan

Dalam proses menjengkelkan panas, bilet dipanaskan melalui aruhan atau dalam relau penempaan atau ketuhar pada suhu di atas takat penghabluran logam.

Suhu tinggi yang melampau ini perlu untuk mengelakkan pengerasan terikan logam semasa ubah bentuk. Kerana logam berada dalam keadaan membentuk, ia boleh membuat bentuk yang agak kompleks. Logam mengekalkan kemuluran dan keliatan.

Purata suhu penempaan yang diperlukan untuk tajuk panas bagi logam yang berbeza ialah:

Keluli sehingga 1150 darjah C

Aloi aluminium 360 hingga 520 darjah C

Aloi tembaga 700 hingga 800 darjah C

Untuk menempa beberapa logam, seperti keluli aloi super, gangguan panas yang dipanggil penempaan isoterma digunakan.

Di sini, acuan dipanaskan pada suhu yang hampir dengan bilet untuk mengelakkan penyejukan permukaan bahagian semasa proses penempaan. Penempaan kadangkala dilakukan dalam suasana terkawal untuk meminimumkan pembentukan skala oksida.

Secara amnya, bahagian yang kompleks dihasilkan dengan menjengkelkan panas kerana ia membolehkan bahan berubah bentuk dalam keadaan plastiknya dan logam lebih mudah diproses.

Faktor yang perlu dipertimbangkan tajuk panas termasuk:

Pengeluaran bahagian yang kompleks

Dimensi ketepatan sederhana dan rendah

Tekanan rendah atau pengerasan kerja yang rendah

Struktur butiran seragam

Peningkatan kemuluran

Kelemahan tajuk panas termasuk:

Toleransi yang kurang tepat

Bahan mungkin meleding semasa penyejukan

Menukar struktur butiran logam

Kemungkinan tindak balas antara atmosfera sekeliling dan logam

Tajuk sejuk (atau pembentukan sejuk)

Tajuk sejuk menyebabkan logam berubah bentuk di bawah takat penghablurannya. Tajuk sejuk mengurangkan kemuluran dan meningkatkan kekuatan tegangan dan kekuatan hasil. Tajuk sejuk biasanya dilakukan pada suhu bilik.

Logam yang paling biasa dalam aplikasi tajuk sejuk biasanya keluli karbon atau keluli aloi karbon. Tajuk sejuk biasanya merupakan proses die tertutup.

Tajuk sejuk biasanya lebih murah daripada tajuk panas, dan produk akhir memerlukan sedikit kemasan. Disebabkan oleh peningkatan kekuatan logam dengan tajuk sejuk, bahan gred rendah kadangkala boleh digunakan untuk menghasilkan bahagian yang tidak boleh dimesin atau kepala panas.

Tajuk sejuk juga kurang terdedah kepada pencemaran, dan bahagian akhir mempunyai kemasan permukaan keseluruhan yang lebih baik.

Kelemahan termasuk:

Permukaan logam mestilah bersih dan bebas daripada skala oksida sebelum ditempa

Kemuluran logam yang lemah

Tekanan sisa mungkin berlaku

Memerlukan peralatan yang lebih berat dan lebih besar

Perlu acuan kekuatan yang lebih tinggi

Panas menjengkelkan

Kecederaan panas dilakukan di bawah suhu penghabluran semula tetapi di atas suhu bilik, mengatasi keburukan gangguan panas dan sejuk dan mendapat kelebihannya.

Pembentukan sejumlah kecil skala oksida boleh dikawal dengan lebih tepat daripada tajuk panas. Berbanding dengan tajuk sejuk, kos pemprosesan adalah lebih rendah dan tekanan yang diperlukan untuk pembuatan juga lebih rendah.

Berbanding dengan kerja sejuk, pengerasan kerja dikurangkan dan kemuluran bertambah baik.