Grondbeginselen voor het smeden van aluminium - Warmsmeden en Koudsmeden

Aluminium en aluminiumlegeringen behoren tot de populairste non-ferrometalen en komen na staal op de tweede plaats in de productie. Aluminium is qua gewicht het achtste meest voorkomende element in de aardkorst en is overvloediger dan alle andere non-ferrometalen samen. Het is slechts een derde van dat van staal (2,7 g/cm³ voor aluminiumlegeringen en ongeveer 7,85 g/cm³ voor staal). Deze lage dichtheid maakt aluminiumlegeringen ideaal voor lichtgewicht toepassingen, met een goede sterkte, stijfheid en hoge vermoeiingslevensduur, waardoor ze ideaal zijn voor het dragen van lasten.

Aluminiumlegeringen zijn zeer buigzaam en dus geschikt voor ingewikkelde ontwerpen en smeedstukken met nauwe toleranties. Smeedstukken van aluminium hebben betere eigenschappen dan smeedstukken van staal op het gebied van corrosiebestendigheid, thermische geleidbaarheid en niet-magnetische eigenschappen. In veel opzichten zijn ze superieur aan smeedstukken van staal.

Aluminium smeedstukken hebben veel toepassingen vanwege hun eigenschappen; ze worden gebruikt in machines, luchtvaart, auto's, spoorwegen, schepen, bouw, bruggen, chemicaliën en energiecentrales. Aluminium kan worden vervangen door stalen smeedstukken en dit kan het gewicht van mechanische producten verminderen met 60% terwijl de sterkte toeneemt. Hierdoor wordt het op grote schaal gebruikt in de luchtvaart, ruimtevaart en defensie-industrie vanwege het lichte gewicht en de hoge sterkte. Structuren van vliegtuigen bevatten bijvoorbeeld aluminium smeedwerk in het bereik van 15% tot 50%. Dit artikel bespreekt het smeedproces van aluminium en de meest gebruikte smeedtechnieken voor aluminium, zoals warm-, koud- en druppelsmeden.

Smeltbaarheidskenmerken van aluminiummetaal

Op het gebied van smeedbaarheid zijn aluminiumlegeringen bijna hetzelfde als koolstofstaal en laaggelegeerd constructiestaal.

Variatie in vervormingsweerstand bij hoge temperaturen

Aluminiumlegeringen vertonen een breed scala aan vervormingsweerstand (of vloeispanning), afhankelijk van het type legering. Al-legeringen met een lage tot gemiddelde sterkte in de 6000-serie zijn gevoeliger voor vervorming bij verhoogde temperaturen. Aan de andere kant zijn hoogsterkte aluminiumlegeringen, vooral de 7000 serie aluminium zoals Al-Zn-Mg-Cu legeringen hebben een hogere weerstand tegen vervorming bij hoge temperaturen.

Een harde aluminiumlegering heeft bijvoorbeeld een smeedsterktelimiet van 40 MPa bij 500°C, terwijl de 6061 aluminiumlegering een smeedsterktelimiet heeft van 20 MPa. Dit betekent dat de vervormingsbelasting bij het smeden van de laatstgenoemde ongeveer de helft is van die van de eerstgenoemde.

Weerstand tegen vervorming bij hoge temperaturen en kamertemperaturen

Bij kamertemperatuur bieden de meeste vervormingsbestendige aluminiumlegeringen minder weerstand tegen vervorming dan koolstofstaal. Maar bij hoge temperaturen kan hun vermogen om vervorming te weerstaan lager, vergelijkbaar of zelfs beter zijn dan dat van koolstofstaal.

Gevoeligheid voor temperatuur

Aluminiumlegeringen zijn erg gevoelig voor temperatuurveranderingen. Als de temperatuur namelijk daalt, neemt hun vermogen om vervorming te weerstaan zeer snel toe. Deze toename in hardheid is groter dan die van koolstofstaal. Voor koolstofstaal en laaggelegeerd constructiestaal is de sterktegrens 1,5 keer hoger als de temperatuur met 100°C daalt. Aan de andere kant kan een temperatuurdaling van 50°C leiden tot een toename van de sterkte van aluminiumlegeringen van 50% tot 300%.

Smeedmethoden van aluminium onderdelen

Aluminium is een zachte legering met een lage dichtheid die vaak wordt gebruikt in combinatie met andere metalen.  zoals koper, magnesium, tin of zink om de vervormbaarheid, hardheid en versterkende eigenschappen te verbeteren. Aluminiumlegeringen zijn goed smeedbaar en daarom worden 85% aluminium onderdelen gesmeed.

Gesmede producten zijn relatief sterker dan gegoten aluminium producten omdat ze de eigenschappen van twee metalen bezitten. Omdat aluminium een lage smelttemperatuur heeft, is het minder duur dan gesmede producten. De meest gebruikte aluminiumlegeringen voor smeedtoepassingen zijn Al 6061, 6063, 6082 en 7075. Deze legeringen worden gebruikt in technische onderdelen en systemen waar bescherming tegen corrosie en een lage dichtheid belangrijk zijn. Gesmede aluminium onderdelen worden op grote schaal gebruikt in verschillende industrieën zoals scheepsbouw, auto-interieur en exterieur onderdelen, motoren, lucht-en ruimtevaart, en andere industriële producten waar het vermogen om zware omstandigheden zoals in zeeschepen te weerstaan een onmisbare rol speelt. .

Hete smeedstukken van aluminium

Bij het warm smeden van aluminium worden aluminium staven gezaagd en verhit tot hoge temperaturen. Dit proces, dat herkristallisatie wordt genoemd, verfijnt de korrelstructuur van het aluminium en verbetert de taaiheid, taaiheid en vloeigrens van de gesmede onderdelen. Heet smeden is ook zeer efficiënt in het gebruik van materiaal omdat het weinig materiaalafval genereert. Het warm smeden van aluminium onderdelen kan in onze fabriek worden gedaan om te voldoen aan de vereiste ontwerpen en afmetingen van onze klanten.

Aluminium COud smeedwerk

Koud smeden van aluminium is bijzonder geschikt voor aluminium onderdelen omdat aluminium zeer buigzaam en gemakkelijk te bewerken is. Deze techniek resulteert in zeer nauwkeurige onderdelen die weinig of geen verdere bewerking vereisen en is het meest geschikt voor het maken van symmetrische producten. Koud smeden is in de meeste gevallen voordeliger dan warm smeden. Bij koudsmeden wordt de staf in de gewenste vorm gebogen en vervolgens tussen een matrijs geperst om de uiteindelijke vorm te verkrijgen. Door de relatief zachte aard van aluminium wordt echter een warmtebehandeling geadviseerd om de hardheid van de gesmede onderdelen te verhogen. Deze eigenschappen maken aluminium smeedstukken essentieel in vele industrieën en toepassingen.

In dit proces wordt het bovenste deel van de matrijs bevestigd aan de hamer en het onderste deel van de matrijs aan het aambeeld. Het verwarmde aluminium werkstuk wordt op het aambeeld geplaatst binnen de onderste helft van de matrijs. Vervolgens wordt het werkstuk met een gelijkmatige kracht in de matrijsholte geperst totdat het de matrijsholte volledig bezet. In dit stadium wordt overtollig aluminium door de openingen tussen de twee matrijshelften uitgeworpen. Dit overtollige materiaal, flash genoemd, wordt verzameld en vervolgens opnieuw gebruikt in het productieproces.

Aluminium matrijssmeedwerk

Druppelsmeden is een smeedmethode waarbij een aluminium werkstuk tussen twee helften van een matrijs wordt geplaatst en een hamer wordt gebruikt om het materiaal vorm te geven, waardoor het ideaal is voor de grootschalige productie van aluminium onderdelen. Aluminiumlegeringen hebben de voorkeur voor matrijssmeedwerk vanwege hun lichte gewicht. De legeringen uit de 6000 en 7000 series zijn het meest geschikt. Nadat het werkstuk is gesmeed, wordt overtollig materiaal, de zogenaamde "flash", weggesneden en kunnen de onderdelen verder worden bewerkt.

Het is bekend dat aluminium sterker en taaier wordt en betere vermoeiingseigenschappen heeft door het proces van matrijssmeden. Dit gecontroleerde vervormingsproces maakt het mogelijk om een hoge nauwkeurigheid en uniformiteit te bereiken, waardoor het een goedkoop en niet-afvalproces is dat kan worden gebruikt om complexe vormen te vervaardigen.

De eigenschappen van aluminiumlegeringen zijn als volgt:

Metalen zoals aluminium hebben een eigenschap die bekend staat als plasticiteit, wat het vermogen van het materiaal is om te vervormen onder grote externe krachten. Aluminium bezit dit vermogen en behoudt zijn structurele stabiliteit. De vervormbaarheid van aluminiumlegeringen bepaalt hun verwerkbaarheid en de omstandigheden waaronder matrijssmeedwerk kan worden uitgevoerd.

Hoewel aluminiumlegeringen een stroomsnelheid hebben van 50% die van staal, is hun wrijvingscoëfficiënt op matrijsoppervlakken drie keer zo hoog. Dit leidt tot hoge hechting, lage verwerkbaarheid en lage vervormbaarheid tijdens het smeden.

Aluminium smeden: Een uitgebreide handleiding

Aluminium smeden is een proces waarbij aluminium in verschillende ontwerpconfiguraties wordt geperst met behulp van een smeedpers of hamer. Dit proces helpt bij het namaken van verschillende prototype ontwerppatronen voor industrieel gebruik zoals defensie, auto's en ruimtevaart.

Stap 1: Voorbereiding

Ten eerste moet het aluminium billet op de juiste manier worden ingekocht, wat betekent dat het zuiver moet zijn, vrij van onzuiverheden en in de juiste afmetingen voor het beoogde gebruik.

Stap 2: Verwarmen

Verwarm de billet tot de juiste temperatuur voor het smeedproces. Deze stap maakt het aluminium plooibaarder dan staal en dus gemakkelijker te bewerken dan staal. De temperatuur hangt af van het specifieke type legering en de vorm van het eindproduct dat geproduceerd moet worden. Gewoonlijk worden aluminiumlegeringen gesmeed bij temperaturen tussen 700 en 950 graden F, maar sommige legeringen kunnen tot 1100 graden F nodig hebben.

Stap 3: Aluminium smeden

Wanneer de billet de vereiste temperatuur heeft bereikt, is het klaar om gesmeed te worden. In een smederij wordt een grote kracht gebruikt om het aluminium vorm te geven met behulp van een smeedpers of hamer. Het smeedproces bestaat uit drie hoofdstappen:Het smeedproces bestaat uit drie hoofdstappen:

• Opwippen: Druk uitoefenen op een uiteinde van de staaf om deze te verlengen en dunner te maken.
• Uittrekken: Vervolgens wordt de staaf uitgerekt tot de gewenste lengte en vorm.
• Afwerking: Het helpt de uiteindelijke vorm na te bootsen en onnodig materiaal van het oppervlak van de onderdelen te verwijderen.

Stap 4: Koelen

Het gesmede aluminium wordt dan geleidelijk afgekoeld bij omgevingstemperatuur. Afkoelen met een hoge snelheid kan leiden tot scheurvorming of vervorming, vooral bij grote smeedstukken.

Stap 5: Bewerking en oppervlakteafwerking

Bij dit proces worden gereedschappen zoals boren of snijgereedschappen gebruikt om de gesmede onderdelen de gewenste vorm en grootte te geven. De laatste stap van het proces is het polijsten of coaten van het materiaal om de oppervlakteafwerking te verbeteren en ervoor te zorgen dat het in de toekomst niet gemakkelijk corrodeert.

Aluminium smeden is een veelvoorkomend proces waarbij metalen worden gevormd door kracht uit te oefenen. Het wordt gebruikt om een breed scala aan producten te maken, van kleine onderdelen tot grote structuren.

Handige tips voor het smeden van aluminium

Overweeg de volgende tips voor het succesvol smeden van aluminium:

1. Selecteer de juiste aluminiumlegering: Selecteer de juiste legering voor je product omdat verschillende legeringen verschillende smeedtemperaturen en -eigenschappen hebben.
2. De temperatuur beheren: Zorg ervoor dat de aluminium billet op de juiste temperatuur is voor de specifieke legering door regelmatig te kijken.
3. Gebruik de juiste apparatuur: Gebruik een smeedpers of een hamer met de juiste tonnage en slag voor het werk dat gedaan moet worden.
4. Samenwerken met bekwame aluminiumsmederijen: Voor degenen die nieuw zijn in het smeden van aluminium, is het raadzaam om een bedrijf te benaderen dat al enige tijd in het vak zit, zoals Sincere Tech. Zij kunnen je helpen bij het kiezen van de juiste legering, temperatuur en apparatuur en je begeleiden tijdens het smeedproces.

Voordelen van gesmede aluminium onderdelen

De gesmede aluminium delen bieden talrijke voordelen, met inbegrip van:De gesmede aluminium delen bieden talrijke voordelen, met inbegrip van:

Sterkte

Het smeden van aluminium maakt onderdelen die robuuster zijn dan onderdelen die door gieten of machinaal bewerken worden gemaakt. De korrelstroom in het materiaal past zich tijdens het smeden aan de vorm van het onderdeel aan, wat de sterkte van het materiaal en daarmee de levensduur van het onderdeel verhoogt. Gesmeed aluminium heeft ook de voorkeur in toepassingen waar de onderdelen worden blootgesteld aan herhaalde schokbelastingen, cyclische belasting en andere stressvolle omstandigheden.

Kosten

Aluminium smeden is over het algemeen voordeliger in termen van doorlooptijd, materiaalkosten en andere productieoverwegingen. Vergeleken met aluminium spuitgietwerk is smeden relatief goedkoper qua gereedschap en heeft het een hogere productiesnelheid.

Mechanische eigenschappen

Metaalvormen verandert de microstructuur van aluminiumlegeringen op een positieve manier, waardoor hun mechanische eigenschappen verbeteren. Dit proces verbetert de treksterkte, vloeigrens, taaiheid en vermoeiingseigenschappen.

Duurzaamheid en betrouwbaarheid

Andere technieken voor het vormen van aluminium kunnen onderdelen produceren met poreusheid en holtes, wat de prestaties in gevaar kan brengen. Deze problemen worden opgelost door smeden, omdat hierbij drukkrachten worden toegepast die de prestaties, sterkte en betrouwbaarheid van de gesmede producten verbeteren.

Dimensionale precisie

Aluminium is een krimpvrije legering bij het smeden omdat het wordt verhit tot zijn herkristallisatietemperatuur, of die nu iets lager of hoger is. De aluminium knuppels worden in vaste vorm verwerkt, waardoor de eindproducten een hoge mate van nauwkeurigheid qua afmetingen bezitten.

Behoud van eigendom

Het smeedproces verandert niets aan de uitstekende eigenschappen van aluminium. Het metaal wordt gebogen, gedraaid en vervormd en geen van de positieve eigenschappen van het metaal wordt aangetast.

Materiaalafval verminderen

De huidige productiesector richt zich vooral op het minimaliseren van afval om kosten te besparen en er worden innovaties doorgevoerd om technieken te gebruiken die geen negatieve invloed hebben op het milieu. Bij het smeden van aluminium gebeurt de flash tijdens het smeden met open en gesloten matrijzen, en dat kan gemakkelijk worden gebruikt en gerecycled na het voltooien van de cyclus. Daarom is de productie van afvalmateriaal vrij laag, te verwaarlozen zelfs. Aluminium is een van de meest gerecyclede metalen ter wereld en deze eigenschap maakt het ideaal voor toepassingen die duurzame onderdelen of producten vereisen die in ruwe omgevingen kunnen worden gebruikt. .

Productie van grote volumes

Aluminium smeden is een kieskeurige manier van metaalbewerking waarmee je in een mum van tijd duizenden ingewikkelde en gedetailleerde onderdelen kunt maken. Het proces neemt meestal minder tijd in beslag vanaf het transformeren van het ontwerp tot de voltooiing van het product, soms wel twee maanden. Aluminium smeden is een proces dat een grote hoeveelheid aluminium producten produceert, maar het heeft een minimale afvalproductie.

Belangrijkste opmerkingen

Aluminium smeden is uitgegroeid tot een flexibele en een van de meest effectieve en meest gebruikte productiemethoden in verschillende industrieën. Als je je houdt aan de stappen en tips in deze gids, zal het smeden van aluminium succesvol verlopen en zullen er kwaliteitsproducten worden gemaakt die voldoen aan de eisen van de klant. Het wordt aanbevolen om de juiste aluminiumlegering te kiezen, de temperatuur te controleren, de juiste gereedschappen te gebruiken en samen te werken met een ervaren smeedbedrijf. Het is dus mogelijk om aluminium producten te maken die voldoen aan de hoogste kwaliteits- en prestatienormen door de juiste methoden voor voorverwarmen, smeden, koelen en afwerken te gebruiken.

Home    Oplossing   Ondersteuning    Links    Carrière    Blog    Sitemap

Copyright © 2011-2014 GC Precisie Vorm alle rechten voorbehouden