Podstawy kucia aluminium - kucie na gorąco i kucie na zimno

Aluminium i jego stopy są jednymi z najpopularniejszych metali nieżelaznych, zajmując drugie miejsce w produkcji po stali. Aluminium jest ósmym pod względem masy pierwiastkiem występującym w skorupie ziemskiej i występuje w większej ilości niż wszystkie inne metale nieżelazne razem wzięte. Jego gęstość wynosi zaledwie jedną trzecią gęstości stali (2,7 g/cm³ dla stopów aluminium i około 7,85 g/cm³ dla stali). Niska gęstość sprawia, że stopy aluminium idealnie nadają się do lekkich zastosowań, charakteryzując się dobrą wytrzymałością, sztywnością i wysoką trwałością zmęczeniową, co czyni je idealnymi do przenoszenia obciążeń.

Stopy aluminium są bardzo plastyczne, dzięki czemu nadają się do skomplikowanych projektów i odkuwek o wąskiej tolerancji. Odkuwki aluminiowe mają lepsze właściwości niż odkuwki stalowe pod względem odporności na korozję, przewodności cieplnej i właściwości niemagnetycznych. Pod wieloma względami przewyższają one odkuwki stalowe.

Odkuwki aluminiowe mają wiele zastosowań ze względu na swoje właściwości; są używane w maszynach, lotnictwie, samochodach, kolejnictwie, statkach, budownictwie, mostach, chemikaliach i elektrowniach. Aluminium można zastąpić odkuwkami stalowymi, co może zmniejszyć wagę produktów mechanicznych o 60% przy jednoczesnym zwiększeniu wytrzymałości. Dzięki temu jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, kosmicznym i obronnym ze względu na niewielką wagę i wysoką wytrzymałość. Na przykład konstrukcje samolotów zawierają odkuwki aluminiowe w zakresie od 15% do 50%. W tym artykule omówiony zostanie proces kucia aluminium i najczęściej stosowane techniki kucia aluminium, takie jak kucie na gorąco, na zimno i matrycowe.

Charakterystyka kowalności metalu aluminiowego

Pod względem kowalności stopy aluminium są prawie takie same jak stal węglowa i niskostopowa stal konstrukcyjna.

Zmienność odporności na odkształcenia w wysokich temperaturach

Stopy aluminium wykazują szeroki zakres odporności na odkształcenia (lub naprężenia płynięcia) w zależności od rodzaju stopu. Stopy aluminium o niskiej i średniej wytrzymałości z serii 6000 są bardziej podatne na odkształcenia w podwyższonych temperaturach. Z drugiej strony, stopy aluminium o wysokiej wytrzymałości, w szczególności Aluminium serii 7000 takie jak stopy Al-Zn-Mg-Cu oferują wyższą odporność na odkształcenia w wysokich temperaturach.

Na przykład, twardy stop aluminium ma granicę wytrzymałości na kucie wynoszącą 40 MPa w temperaturze 500°C, podczas gdy stop aluminium 6061 ma granicę wytrzymałości na kucie wynoszącą 20 MPa. Oznacza to, że obciążenie odkształcające podczas kucia dla tego drugiego stopu jest w przybliżeniu o połowę mniejsze niż dla pierwszego.

Odporność na odkształcenia w wysokich i pokojowych temperaturach

W temperaturze pokojowej większość odpornych na odkształcenia stopów aluminium oferuje mniejszą odporność na odkształcenia niż stal węglowa. Jednak w wysokich temperaturach ich odporność na odkształcenia może być niższa, podobna lub nawet lepsza niż w przypadku stali węglowej.

Wrażliwość na temperaturę

Stopy aluminium są bardzo wrażliwe na zmiany temperatury. Dzieje się tak dlatego, że wraz ze spadkiem temperatury ich odporność na odkształcenia wzrasta w bardzo szybkim tempie. Ten wzrost twardości jest większy niż w przypadku stali węglowej. W przypadku stali węglowej i niskostopowej stali konstrukcyjnej, granica wytrzymałości jest 1,5 razy wyższa, jeśli temperatura zostanie obniżona o 100°C. Z drugiej strony, spadek temperatury o 50°C może prowadzić do wzrostu wytrzymałości stopów aluminium o 50% do 300%.

Metody kucia części aluminiowych

Aluminium to miękki stop o niskiej gęstości, który jest często używany w połączeniu z innymi metalami  takich jak miedź, magnez, cyna lub cynk w celu zwiększenia jego plastyczności, twardości i zdolności wzmacniających. Stopy aluminium łatwo poddają się kuciu, w związku z czym 85% części aluminiowych jest kutych.

Produkty kute są relatywnie mocniejsze niż produkty odlewane z aluminium, ponieważ posiadają cechy dwóch metali. Ponieważ aluminium ma niską temperaturę topnienia i jest tańsze niż produkty kute. Najczęściej używane stopy aluminium do kucia obejmują; Al 6061, 6063, 6082 i 7075. Stopy te są stosowane w częściach i systemach inżynieryjnych, w których ważna jest ochrona przed korozją i niska gęstość. Kute części aluminiowe znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł stoczniowy, samochodowe części wewnętrzne i zewnętrzne, silniki, lotnictwo i kosmonautyka oraz inne produkty przemysłowe, w których odporność na trudne warunki, takie jak na statkach morskich, odgrywa nieodzowną rolę. .

Kucie aluminium na gorąco

Kucie aluminium na gorąco polega na piłowaniu i podgrzewaniu prętów aluminiowych do wysokich temperatur. Proces ten, zwany rekrystalizacją, udoskonala strukturę ziarna aluminium i poprawia wytrzymałość, plastyczność i granicę plastyczności kutych części. Kucie na gorąco jest również bardzo wydajne pod względem wykorzystania materiału, ponieważ generuje niewielką ilość odpadów materiałowych. Kucie na gorąco części aluminiowych można wykonać w naszej fabryce, aby spełnić wymagane projekty i rozmiary naszych klientów.

Aluminium COld Forging

Kucie aluminium na zimno jest szczególnie odpowiednie dla komponentów aluminiowych, ponieważ aluminium jest bardzo plastyczne i łatwe w obróbce. Technika ta skutkuje bardzo dokładnymi częściami, które wymagają niewielkiej lub żadnej dalszej obróbki i najlepiej nadaje się do tworzenia symetrycznych produktów. W większości przypadków kucie na zimno jest bardziej ekonomiczne niż kucie na gorąco. Proces kucia na zimno polega na zginaniu pręta do wymaganego kształtu, a następnie ściskaniu go między matrycą w celu uzyskania ostatecznego kształtu. Jednak ze względu na stosunkowo miękką naturę aluminium, zaleca się obróbkę cieplną w celu zwiększenia twardości kutych części. Te cechy sprawiają, że odkuwki aluminiowe są niezbędne w wielu branżach i zastosowaniach.

W tym procesie górna część matrycy jest przymocowana do młotka, a dolna część matrycy jest przymocowana do kowadła. Podgrzany aluminiowy przedmiot obrabiany jest umieszczany na kowadle w dolnej połowie matrycy. Następnie przedmiot obrabiany jest wtłaczany do wnęki matrycy z równomierną siłą, aż całkowicie zajmie wnękę matrycy. Na tym etapie nadmiar aluminium jest wyrzucany przez otwory między dwiema połówkami matrycy. Ten nadmiar materiału, zwany flash, jest zbierany, a następnie ponownie wykorzystywany w procesie produkcyjnym.

Kucie matrycowe aluminium

Kucie matrycowe to metoda kucia, która polega na umieszczeniu aluminiowego przedmiotu obrabianego między dwiema połówkami matrycy i użyciu młotka do kształtowania materiału, co czyni ją idealną do produkcji części aluminiowych na dużą skalę. Stopy aluminium są preferowane do kucia matrycowego ze względu na ich niewielką wagę, a najbardziej odpowiednie są stopy serii 6000 i 7000. Po wykuciu przedmiotu obrabianego, nadmiar materiału, który nazywany jest wypływką, jest przycinany, a części mogą być dalej przetwarzane.

Wiadomo, że aluminium jest wzmacniane, hartowane i ma lepsze właściwości zmęczeniowe w procesie kucia matrycowego. Ten kontrolowany proces odkształcania umożliwia osiągnięcie wysokiej dokładności i jednorodności, co sprawia, że jest to tani i bezodpadowy proces, który można wykorzystać do produkcji złożonych kształtów.

Charakterystyka stopu aluminium jest następująca:

Metale takie jak aluminium mają cechę znaną jako plastyczność, która jest zdolnością materiału do odkształcania się pod wpływem dużych sił zewnętrznych. Aluminium posiada tę zdolność i zachowuje stabilność strukturalną. Plastyczność stopów aluminium definiuje ich przetwarzalność i okoliczności, w których można przeprowadzić kucie matrycowe.

Podczas gdy stopy aluminium wykazują szybkość płynięcia na poziomie 50% w stosunku do stali, ich współczynnik tarcia na powierzchniach formy jest trzykrotnie wyższy. Prowadzi to do wysokiego wiązania, niskiej obrabialności i niskiej plastyczności podczas operacji kucia.

Jak kuć aluminium: Kompleksowy przewodnik

Kucie aluminium to proces prasowania aluminium w różne konfiguracje projektowe za pomocą prasy kuźniczej lub młotka. Proces ten pomaga replikować różne prototypowe wzorce projektowe do zastosowań przemysłowych, takich jak obronność, motoryzacja i lotnictwo.

Krok 1: Przygotowanie

Po pierwsze, aluminiowy kęs powinien być odpowiednio pozyskany, co oznacza, że powinien być czysty, wolny od wszelkich zanieczyszczeń i w odpowiednich wymiarach do zamierzonego zastosowania.

Krok 2: Ogrzewanie

Podgrzanie kęsa do odpowiedniej temperatury przed procesem kucia. Ten krok sprawia, że aluminium jest bardziej giętkie niż stal, a tym samym łatwiejsze w obróbce niż stal. Temperatura zależy od konkretnego rodzaju stopu i kształtu produktu końcowego, który ma zostać wytworzony. Zazwyczaj stopy aluminium są kute w temperaturach od 700 do 950 stopni F, ale niektóre stopy mogą wymagać nawet 1100 stopni F.

Krok 3: Kucie aluminium

Gdy kęs osiągnie wymaganą temperaturę, jest gotowy do kucia. W kuźni, duża siła jest używana do kształtowania aluminium za pomocą prasy kuźniczej lub młota. Proces kucia obejmuje trzy główne etapy:Proces kucia obejmuje trzy główne etapy:

• Wzburzanie: Wywieranie nacisku na jeden koniec kęsa, aby go wydłużyć i uczynić cieńszym.
• Rozciąganie: Kęs jest następnie rozciągany do wymaganej długości i kształtu pręta.
• Wykończenie: Pomaga odtworzyć ostateczny kształt i odciąć niepotrzebny materiał z powierzchni części.

Krok 4: Chłodzenie

Kute aluminium jest następnie stopniowo schładzane w temperaturze otoczenia. Hartowanie z dużą szybkością może prowadzić do powstawania pęknięć lub odkształceń, szczególnie w przypadku dużych odkuwek

Krok 5: Obróbka i wykończenie powierzchni

Proces ten obejmuje użycie narzędzi, takich jak wiertła lub narzędzia tnące, w celu ukształtowania kutych części do pożądanej ostatecznej formy i rozmiaru. Ostatnim etapem procesu jest polerowanie lub powlekanie materiału w celu poprawy jego wykończenia powierzchni i zapewnienia, że nie będzie on łatwo korodował w przyszłości.

Kucie aluminium jest powszechnym procesem, który obejmuje kształtowanie metali poprzez zastosowanie siły i jest wykorzystywany do produkcji szerokiej gamy produktów, od małych części po duże konstrukcje.

Przydatne wskazówki dotyczące kucia aluminium

Rozważ poniższe wskazówki, aby zapewnić udane kucie aluminium:

1. Wybierz odpowiedni stop aluminium: Wybierz odpowiedni stop dla swojego produktu, ponieważ różne stopy mają różne temperatury kucia i właściwości.
2. Zarządzanie temperaturą: Upewnij się, że kęs aluminium znajduje się w odpowiedniej temperaturze dla danego stopu, często go obserwując.
3. Używaj odpowiedniego sprzętu: Używaj prasy kuźniczej lub młota o odpowiednim tonażu i skoku do wykonywanej pracy.
4. Współpraca z wykwalifikowanymi firmami zajmującymi się kuciem aluminium: Dla tych, którzy są nowicjuszami w kuciu aluminium, wskazane jest zwrócenie się do firmy, która działa w branży od jakiegoś czasu, takiej jak Sincere Tech. Mogą oni pomóc w wyborze odpowiedniego stopu, temperatury i sprzętu, a także zapewnić wskazówki podczas całego procesu kucia.

Zalety części z kutego aluminium

Kute części aluminiowe oferują liczne korzyści, w tym:Kute części aluminiowe oferują liczne korzyści, w tym:

Siła

Kucie aluminium tworzy części, które są bardziej wytrzymałe niż te, które są tworzone poprzez odlewanie i obróbkę skrawaniem. Przepływ ziarna w materiale dostosowuje się do kształtu elementu podczas kucia, co zwiększa wytrzymałość materiału, a tym samym żywotność elementu. Kute aluminium jest również preferowane w zastosowaniach, w których komponenty są poddawane powtarzającym się obciążeniom udarowym, obciążeniom cyklicznym i innym stresującym warunkom.

Koszt

Kucie aluminium jest generalnie bardziej ekonomiczne pod względem czasu realizacji, kosztów materiałów i innych względów produkcyjnych. W porównaniu do odlewania ciśnieniowego aluminium, kucie jest stosunkowo tańsze pod względem oprzyrządowania i ma wyższą szybkość produkcji.

Charakterystyka mechaniczna

Obróbka plastyczna pozytywnie zmienia mikrostrukturę stopów aluminium, poprawiając ich właściwości mechaniczne. Proces ten zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności, ciągliwość i właściwości zmęczeniowe.

Trwałość i niezawodność

Inne techniki formowania aluminium mogą wytwarzać części, które mają porowatość i puste przestrzenie, co może negatywnie wpływać na wydajność. Problemy te rozwiązuje kucie, ponieważ wiąże się ono z zastosowaniem sił ściskających, które poprawiają wydajność, wytrzymałość i niezawodność kutych produktów.

Precyzja wymiarów

Aluminium jest stopem bezskurczowym w kuciu, ponieważ jest podgrzewane do temperatury rekrystalizacji, zarówno nieco poniżej, jak i powyżej. Kęsy aluminiowe są przetwarzane w postaci stałej, dzięki czemu produkty końcowe charakteryzują się wysokim stopniem dokładności pod względem wymiarów.

Zatrzymanie własności

Proces kucia w żaden sposób nie zmienia doskonałych właściwości aluminium. Metal jest wyginany, skręcany i odkształcany, a żadne z jego pozytywnych właściwości nie ulegają zmianie.

Redukcja odpadów materiałowych

Dzisiejszy sektor produkcyjny koncentruje się głównie na minimalizacji odpadów w celu obniżenia kosztów, a innowacje są wprowadzane w celu stosowania technik bez negatywnego wpływu na środowisko. Podczas kucia aluminium błysk ma miejsce podczas kucia otwartego i zamkniętego, co można łatwo wykorzystać i poddać recyklingowi po zakończeniu cyklu. W związku z tym wytwarzanie odpadów jest dość niskie, można powiedzieć, że znikome. Aluminium jest jednym z najczęściej poddawanych recyklingowi metali na świecie, a ta właściwość czyni go idealnym do zastosowań wymagających trwałych części lub produktów, które mogą zdobić trudne warunki. .

Produkcja na dużą skalę

Kucie aluminium to szybkie podejście do obróbki metali, które może stworzyć tysiące skomplikowanych, szczegółowych elementów w minimalnym czasie. Proces ten zwykle zajmuje mniej czasu od przekształcenia projektu do ukończenia produktu może wynosić zaledwie dwa miesiące. Kucie aluminium jest procesem, który wytwarza dużą ilość produktów aluminiowych, ale ma minimalną produkcję złomu.

Kluczowe wnioski

Aluminium kucie stała się adaptowalną i jedną z najbardziej skutecznych i szeroko stosowanych metod produkcji w różnych gałęziach przemysłu. Przestrzeganie kroków i wskazówek zawartych w tym przewodniku zaowocuje udanym kuciem aluminium i produkcją wysokiej jakości produktów spełniających wymagania klientów. Zaleca się wybór odpowiedniego stopu aluminium, kontrolowanie temperatury, używanie odpowiednich narzędzi i współpracę z doświadczoną firmą kuźniczą. Możliwe jest zatem wytwarzanie produktów aluminiowych spełniających najwyższe standardy jakości i wydajności przy użyciu odpowiednich metod podgrzewania, kucia, chłodzenia i wykańczania.

Strona główna    Rozwiązanie   Wsparcie    Linki    Kariera    Blog    Sitemap

Copyright © 2011-2014 GC Precision Mold Wszelkie prawa zastrzeżone