Componentele metalice sunt produse în diferite moduri. Turnarea și forjarea sunt considerate a fi cele mai comune două practici. Ambele metode modelează metalul. Cu toate acestea, ele o fac destul de diferit. Aceste variații au un impact asupra rezistenței, calității, costului și performanței. Este important să se știe care este diferența. Aceasta îi ajută pe ingineri să facă alegerea potrivită. Aceasta ajută industriile să construiască produse mai sigure și îmbunătățite. 

Două dintre cele mai comune procese de prelucrare a metalelor în industrie sunt turnarea și forjarea. Turnarea este un proces care utilizează metal topit și apoi îl toarnă într-o matriță, iar acesta se întărește într-o formă aleasă. Este deosebit de adecvată în fabricarea formelor complicate, a componentelor uriașe și a pieselor goale, cum ar fi blocurile motorului, carcasele pompelor și piesele ornamentale. Cu un minim de trei tipuri de metale, inclusiv oțel, aluminiu, cupru și bronz, turnarea permite modelarea metalelor cu o ușurință relativă, ceea ce o face rentabilă în ceea ce privește producția de volum mic și mediu.

Forjare, pe de altă parte, presupune modelarea metalului prin exercitarea de forțe de compresiune, la cald sau la rece, pentru a obține forma dorită. Acest lucru îmbibă granulele de metal în conformitate cu forma componentei, ceea ce duce la o rezistență ridicată, tenacitate și rezistență la oboseală. Componentele forjate, cum ar fi arbori cotiți, angrenaje și componente de aeronave, sunt mai sigure în aplicații cu solicitări ridicate și care suportă sarcini mari. Cele două procese au propriile puncte forte și puncte slabe și sunt aplicabile în inginerie în funcție de cerințe.

Ce este turnarea?

Turnarea este o procedură de prelucrare a metalelor. În turnare, metalul este încălzit până la punctul de topire. Metalul topit este sub formă de lichid. Acest metal topit este adăugat la o matriță. Partea finală se prezintă sub forma unei cavități în matriță. Metalul este redus în matriță. După ce se răcește, metalul are forma unui solid. Forma solidă este apoi îndepărtată. Acum piesa este gata.

Turnarea este foarte veche. Utilizarea sa datează de mii de ani. În prezent, este aplicată în aproape toate industriile.

Principalele caracteristici ale turnării

• Metalul este topit.
• Metalul topit este turnat într-o matriță.
• Metalul se solidifică în stare solidă.
• Piesa preia forma matriței.

Avantajele turnării

Capacitatea de a realiza forme complicate.

Pot fi turnate forme foarte complicate și detaliate. Se pot produce modele care sunt dificile sau imposibile pentru alte procese. De asemenea, este foarte ușor să se creeze cavități interne.

Componentele mari și grele sunt adecvate.

Piesele mari sunt cel mai bine realizate prin turnare. Componentele de dimensiuni foarte mari nu sunt foarte greu de fabricat. Acest lucru o face aplicabilă în industriile grele.

Gamă largă de materiale

Aproape orice metal poate fi turnat. Metalele feroase și neferoase sunt adecvate. Acest lucru oferă inginerilor numeroase opțiuni de materiale.

Producție eficientă din punct de vedere al costurilor

Turnarea poate fi mai puțin costisitoare decât alte procese de producție. Se poate utiliza aceeași matriță în mod repetat. Acest lucru simplifică și reduce costul producției în masă.

Prelucrare redusă, prelucrare minimă.

Turnarea poate produce forme aproape nete. Acest lucru implică faptul că vor fi necesare mai puține prelucrări după producție. Aceasta ajută la economisirea timpului și a costurilor.

Versatil și utilizat pe scară largă

Există mai multe industrii în care se aplică turnarea. Este flexibilă și adaptabilă. Promovează producția la scară mică și la scară largă.

Dezavantajele castingului în producție:

Porozitate și găuri de gaz

Gazul poate fi prins de metalul topit în timpul solidificării, iar acest lucru provoacă porozitate, ceea ce face ca produsul final să fie slab.

Finisaj de suprafață

Suprafețele turnate sunt, în general, rugoase și este posibil să trebuiască să fie prelucrate suplimentar pentru a obține un finisaj neted.

Inexactitate dimensională

În timpul solidificării, există posibilitatea de contracție și, prin urmare, o variație a dimensiunilor, iar toleranțele exacte nu sunt ușor de determinat.

Proprietăți mecanice reduse.

Defectele interne pot reduce rezistența, ductilitatea și rezistența la impact a metalelor turnate în comparație cu metalele forjate.

Limitări de dimensiune

Secțiunile groase sau subțiri pot fi foarte mari și, prin urmare, se dovedesc dificil de turnat fără defecte.

Complexitatea matrițelor

Producția de matrițe complexe consumă mult timp și este costisitoare.

Probleme ecologice și de siguranță.

Metalul topit este fierbinte, conține vapori și este periculos în caz de accident.

Depășirea materialelor

Rezultatul unor procese este surplusul de material (cum ar fi matrițele și tuburile de alimentare), care trebuie aruncat sau reciclat.

Exemple de produse turnate

Piese auto

Automobilele sunt un accesoriu major al produselor turnate. Unele dintre cele mai comune sunt blocurile motor, capetele de cilindru, tamburii de frână, cutiile de viteze și arborele cotit.

Utilaje industriale

Componentele turnate care sunt utilizate în mod obișnuit în mașinile industriale sunt carcasele pompelor, corpurile supapelor, carcasele turbinelor și bazele mașinilor.

Articole de uz casnic

Turnarea este utilizată pentru a produce multe articole de uz casnic, cum ar fi vase de gătit, cum ar fi tigăi și fierbătoare, mânere de uși și, de asemenea, elemente decorative, cum ar fi lămpi, statui.

Materiale de construcție

Unul dintre produsele turnate în construcții este gura de vizitare, țevile și cadrele metalice.

Artă și sculptură

Turnarea este o tehnică folosită de artiști pentru a realiza statui, busturi și modele decorative.

Componente electrice

Componentele turnate, cum ar fi carcasele transformatoarelor, carcasele comutatoarelor și componentele motoarelor, sunt utilizate frecvent în echipamentele electrice.

Articole diverse

Celelalte produse turnate sunt bijuteriile, monedele și instrumentele muzicale precum clopotele.

Ce este forjarea?

Forjarea nu înseamnă același lucru cu turnarea. În timpul procesului de forjare, metalul nu este topit. Metalul rămâne solid. Acesta este încălzit până la o temperatură ridicată. Dar rămâne în formă solidă. Apoi se aplică o forță. Metalul este bătut sau modelat. Metalul este forțat să se strângă. Acest lucru este făcut pentru a întări metalul.

Falsificarea a fost de mii de ani, de asemenea. Săbiile și uneltele erau făcute în trecut de fierari. În zilele noastre, forjarea se realizează în mașini mari.

Principalele caracteristici ale forjării

• Metalul este încălzit.
• Rămâne solid.
• Metalul curge și capătă o nouă formă.
• Structura este întărită.
• În prezent, aplicarea presiunii se realizează prin intermediul ciocanelor sau al preselor.

Avantajele forjării

Rezistență ridicată

Componentele realizate prin forjare sunt mai rezistente decât piesele turnate sau prelucrate, deoarece structura granulară a metalului este în concordanță cu forma componentei. Acest lucru îmbunătățește caracteristicile mecanice, cum ar fi rezistența la tracțiune și rezistența la oboseală.

Rezistență îmbunătățită

Defecte precum porozitatea și golurile sunt mai puțin probabile să apară ca urmare a forjării și, prin urmare, materialul se dovedește a fi dur și mai rezistent la stres.

Rezistență mai bună la oboseală

Componentele forjate pot rezista mai bine la încărcarea ciclică și la defectarea prin oboseală ca urmare a fluxului constant de granule de-a lungul piesei.

Fiabilitate și siguranță

Componentele forjate au mai puține șanse de a se rupe atunci când se confruntă cu sarcini grele sau medii de înaltă presiune, fiind astfel potrivite în medii cu mize mari, cum ar fi aeronavele, automobilele și utilajele.

Versatilitate

Forjarea poate fi utilizată pe o varietate de aliaje și metale, ceea ce permite realizarea de forme simple sau complexe.

Economic atunci când vine vorba de producția de volume mari

Chiar dacă aranjamentul inițial se poate dovedi a fi costisitor, forjarea oferă rentabilitate în fabricarea unei cantități mari de piese, deoarece implică mai puține prelucrări și risipă de materiale.

Dezavantaje ale forjării

Cost inițial ridicat

Forjarea este foarte costisitoare în ceea ce privește utilajele și matrițele necesare, prin urmare este foarte costisitoare pentru început.

Restricții în ceea ce privește formele și dimensiunile

Componentele foarte complexe sau foarte mari nu pot fi forjate din cauza limitărilor echipamentelor și matrițelor.

Muncă calificată necesară

Aceasta necesită frecvent intervenția unor operatori calificați pentru a gestiona temperatura, presiunea și modelarea, ceea ce crește costul forței de muncă.

Deșeuri de materiale

Anumite procese de forjare pot crea resturi sau material nedorit, în special atunci când este implicată tăierea.

Defecte de suprafață

Fără un control adecvat al procesului, piesele forjate pot dezvolta fisuri sau defecte pe suprafața lor, necesitând finisare suplimentară.

Nu este potrivit pentru toate metalele

Anumite metale fragile sunt greu de forjat și nu se fisurează sau nu se rup.

Exemple de produse forjate

Componente auto

Forjarea este, de asemenea, aplicată în fabricarea pieselor durabile și puternice ale automobilelor, de exemplu, arbori cotiți, biela, angrenaje, axe și butuci de roți.

Componente aerospațiale

Componentele forjate de înaltă rezistență sunt necesare în aeronave, cum ar fi trenul de aterizare, arborii turbinei și piesele structurale.

Utilaje industriale

Piesele folosite în utilaje sunt forjate, cum ar fi axele, arborii, pârghiile și piesele de mașini grele care au cerințe ridicate de rezistență și tenacitate.

Unelte și hardware

Uneltele hardware, cum ar fi ciocanele, cheile și cleștii, printre altele, sunt de obicei forjate pentru a fi durabile și fiabile.

Materiale de construcție

Elementele precum șuruburile, piulițele și elementele de fixare din structurile clădirilor și podurilor sunt adesea forjate.

Articole diverse

Alte produse contrafăcute sunt părți ale căilor ferate, părți ale navelor și echipamente agricole, inclusiv pluguri, părți ale tractoarelor.

Proprietăți mecanice de turnare vs. forjare

Un tabel cu valori numerice relative ale rezistenței, greutății etc., nu numai descrieri calitative. Următoarea este una dintre versiuni, folosind date tehnice standard:

Proprietate	Turnare (Aprox.)	Forjare (Aprox.)
Rezistența la tracțiune	200-400 MPa	400-700 MPa
Rezistența la cedare	100-250 MPa	250-600 MPa
Elongație (%)	5-15%	15-35%
Rezistența la oboseală	50-150 MPa	200-400 MPa
Densitate/greutate	Ușor mai mare datorită porozității (~7,2 g/cm³ pentru oțel)	Ușor mai scăzut, mai eficient (~7,85 g/cm³ pentru oțel, mai dens, dar mai puține deșeuri)
Duritate (Brinell)	100-200 HB	150-300 HB

Note:

În funcție de material (oțel, aluminiu etc.) și de proces, valorile diferă.

Rezistența la oboseală și ductilitatea pieselor forjate sunt de obicei de 2-3 ori mai mari decât cele ale pieselor turnate.

Materiale utilizate

Turnare

Turnarea poate fi realizată într-o gamă foarte largă de metale și aliaje. Cele mai frecvent utilizate sunt fonta, oțelul, aluminiul, cuprul, bronzul, alama și aliajele de magneziu. Turnarea se aplică în special metalelor bine fluide care pot curge cu ușurință în matrițe pentru a forma forme complicate.

Forjare

Metalele care sunt de obicei forjate sunt cele care au o natură ductilă bună și sunt capabile să reziste la deformări la presiune ridicată. Unele dintre materialele comune sunt oțelul carbon, oțelul aliat, oțelul inoxidabil, aluminiul, cuprul, titanul și aliajele pe bază de nichel. Forjarea este ideală în cazul materialelor care necesită rezistență și tenacitate mari la finisare.

Disimilitudini structurale între turnare și forjare

Principala distincție structurală dintre turnare și forjare este structura granulară a metalului și proprietățile sale mecanice. În timpul turnării, metalul topit este turnat printr-o matriță și lăsat să se solidifice. Acest lucru duce la prezența unei structuri granulometrice grosiere și neuniforme, care poate duce la puncte slabe și porozitate. Prin urmare, piesele turnate tind să fie mai slabe și mai ductile decât piesele forjate și ușor de defectat, inclusiv cavități de contracție și găuri de gaz. Metalele turnate au grăunții orientați aleatoriu; astfel, acest lucru face ca materialul să fie izotrop, dar sunt mai slabe de-a lungul căilor de încărcare.

Forjarea, pe de altă parte, presupune deformarea mecanică a metalului, iar acest lucru face ca granulația să urmeze forma piesei. Această curgere a granulelor sporește rezistența, tenacitatea și rezistența la oboseală. Componentele forjate vor avea mai puține defecte interne, dar trebuie acordată o atenție deosebită prevenirii fisurilor la suprafață. Componentele forjate au grăuntele în direcția lor, care sunt mai puternice în direcția sarcinilor aplicate pieselor. În general, forjarea rezultă în piese care au calități mecanice mai bune, în timp ce turnarea este limitată la forme mai complicate, deși mai puțin rezistente.

Prin urmare, forjarea este mai puternică din punct de vedere structural. Structura internă a turnării este mai slabă.

Diferența de cost

Prețul variază în funcție de formă, cantitate și necesități.

Turnarea devine mai puțin costisitoare atunci când:

• Designul este complex.
• Partea este mare.
• Sunt necesare multe piese.

Forjarea este mai costisitoare decât este:

• Costul echipamentelor este ridicat.
• Materialele trebuie să fie capabile să reziste la forjare.
• Este nevoie de mai mult timp de lucru sau de mașină.

Cu toate acestea, piesele forjate au o durată lungă de viață. Acestea reduc costurile de defectare. Forjarea este costisitoare în cazul pieselor de siguranță.

Finisaj de suprafață și acuratețe

Turnare

Precizia suprafețelor și a dimensiunilor pieselor produse prin turnare este de obicei scăzută. Contracția, porozitatea, solidificarea neuniformă și așa mai departe sunt factori care contribuie la imperfecțiunea suprafețelor. Din acest motiv, componentele turnate pot necesita mai multe prelucrări sau finisări pentru a fi aduse la nivelul necesar de precizie și netezime.

Forjare

Forjarea produce piese care au un finisaj de suprafață îmbunătățit, precum și precizie dimensională. Metalul este forțat în jos; acest lucru face ca fluxul de granulație să se conformeze direcției liniei componentei. Componentele forjate necesită o prelucrare minimă și sunt potrivite în practica de înaltă precizie, unde rezistența, precum și precizia sunt cruciale.

Defecte și fiabilitate

Turnare

Procesul de solidificare crește defectele în turnare. Porozitatea, cavitățile de contracție și găurile de gaz, precum și fisurile, sunt defecte comune. Defectele rezultate diminuează rezistența mecanică și fiabilitatea componentei, precum și utilizarea pieselor turnate în aplicații critice sau de înaltă tensiune. De asemenea, ar putea fi necesare verificări și prelucrări suplimentare pentru a atinge un nivel acceptabil de calitate.

Forjare

Forjarea produce componente care au mai puține defecte interne, deoarece metalul este deformat sub presiune și, prin urmare, golurile interne create sunt sigilate, iar structura granulelor devine paralelă. Piesele similare sunt mai puternice, mai fiabile și pot suporta sarcini grele și solicitări repetitive. Deși pot apărea fisuri de suprafață în cazul în care procesul nu este gestionat corespunzător, forjarea este utilizată în cazul aplicațiilor critice și portante, deoarece este mai fiabilă.

Unde turnarea este mai bună

Forme complexe

Turnarea este cea mai potrivită atunci când geometria componentelor care urmează să fie produse este complicată, proiectarea este complicată, iar interhollow-ul este greu sau imposibil de forjat.

Componente mari

Turnarea este o metodă mai ieftină și mai convenabilă decât forjarea de a produce componente mari, inclusiv blocuri motor, carcase de pompe sau statui.

Aplicații cu rezistență redusă

Turnarea este mai potrivită pentru acele piese care nu necesită un nivel foarte ridicat de rezistență sau duritate, cum ar fi obiectele decorative, vasele de gătit sau unele carcase.

Producția la scară mică este economică.

Producția de volum redus este economică pentru turnare, deoarece producția de volum redus este simplă pentru a face o matriță, iar formele complicate pot fi turnate în mai puține operațiuni.

Unde forjarea este mai bună

Componente de înaltă rezistență

Forjarea este, de asemenea, potrivită pentru componente care necesită rezistență ridicată, duritate și rezistență la oboseală, cum ar fi arbori cotiți, biela și arbori de turbină.

Aplicații de susținere a sarcinii de importanță critică

Piesele care sunt supuse unor sarcini mari, stresului frecvent sau impactului, cum ar fi trenul de aterizare al aeronavelor, angrenajele și axele, sunt mai bine forjate, deoarece sunt mai fiabile.

Proprietăți mecanice crescute

Piesele forjate au o structură omogenă a granulelor, defecte interne reduse și o caracteristică ductilă îmbunătățită, ceea ce este adecvat pentru utilizarea pieselor care necesită durabilitate și durată de viață prelungită.

Loturi de producție medii și mari

Este costisitoare, dar utilizarea simplă a matrițelor de forjare este rentabilă atunci când producția este în volume medii spre mari în ceea ce privește cantitățile de piese puternice și de precizie, deoarece este necesară o prelucrare redusă și mai puține pierderi de material.

Concluzie

În rezumat, turnare și forjare sunt operațiuni de producție esențiale și au propriile lor avantaje și utilizări. Formele complexe, piesele de mari dimensiuni și piesele cu rezistență mică până la medie sunt cel mai bine gestionate prin turnare, spre deosebire de piesele care suportă sarcini mari, care necesită stres ridicat, tenacitate și fiabilitate, care sunt cel mai bine realizate prin forjare. În GC Precision Mould, ne concentrăm pe furnizarea de soluții de turnare de înaltă calitate pentru toate formele de cerințe. Suntem echipați cu toate tipurile de proiecte de turnare și avem toate facilitățile necesare, ceea ce ne face eficienți și preciși în executarea acestor lucrări de turnare. Alegând să apelați la GC Precision Mould, alegeți un partener căruia îi pasă de calitate, precizie și satisfacția clienților, astfel încât componentele dvs. să fie produse la cea mai înaltă calitate. Vom fi bucuroși să vă oferim piese turnate atemporale, de înaltă calitate și impecabil realizate, care vor servi scopurilor dvs. de afaceri.

Întrebări frecvente

Muncă: Ce tip de turnare oferă GC Precision Mould?

Oferim toate tipurile de piese turnate, cum ar fi turnarea în nisip, turnarea de investiții, turnarea sub presiune și turnarea prin gravitație, care garantează precizia și calitatea rezultatelor tuturor proiectelor.

Ce poate fi turnat la GC Precision Mould?

Ne ocupăm de o mare varietate de metale, oțel, aluminiu, cupru, bronz, alamă, aliaje de magneziu, etc. În funcție de nevoile dumneavoastră.

Care este diferența dintre forjare și turnare?

Forjarea se face în metal prin forțe de compresie pentru a forma piese cu rezistență sporită, duritate și rezistență la oboseală, iar turnarea se face prin turnarea metalului topit în matrițe pentru a forma forme complexe.

Care este motivul pentru care aș alege GC Precision Mould?

Putem oferi componente de înaltă calitate și durabile și suntem un bun partener în toate tipurile de turnare datorită experienței noastre, hi-tech, și dedicarea pentru precizie.

Poate GC Precision Mould să se ocupe de proiecte personalizate?

Da! Vă putem oferi o soluție de turnare personalizată, bazată pe cerințele dumneavoastră, fie în scopuri industriale, auto sau decorative.