Основы ковки алюминия - горячая ковка и холодная ковка

Алюминий и его сплавы - одни из самых популярных цветных металлов, занимающие второе место по производству после стали. Алюминий - восьмой по весу элемент в земной коре, более распространенный, чем все остальные цветные металлы вместе взятые. Его плотность составляет всего одну треть от плотности стали (2,7 г/см³ для алюминиевых сплавов и около 7,85 г/см³ для стали). Благодаря такой низкой плотности алюминиевые сплавы идеально подходят для легких конструкций, обладают хорошей прочностью, жесткостью и высоким усталостным ресурсом, что делает их идеальными для несущих элементов.

Алюминиевые сплавы обладают высокой пластичностью и поэтому подходят для сложных конструкций и поковок с малыми допусками. Алюминиевые поковки имеют лучшие характеристики по сравнению со стальными поковками с точки зрения коррозионной стойкости, теплопроводности и немагнитных свойств. По многим параметрам они превосходят стальные поковки.

Благодаря своим характеристикам алюминиевые поковки имеют множество применений; они используются в машиностроении, авиации, автомобилях, железных дорогах, кораблях, строительстве, мостах, химической промышленности и электростанциях. Алюминий может быть заменен на стальные поковки, что позволяет снизить вес механических изделий на 60% при одновременном увеличении прочности. Благодаря небольшому весу и высокой прочности алюминий широко используется в авиационной, аэрокосмической и оборонной промышленности. Например, конструкции самолетов содержат алюминиевые поковки в диапазоне от 15% до 50%. В этой статье мы рассмотрим процесс ковки алюминия и наиболее распространенные методы ковки алюминия, такие как горячая, холодная и каплевидная ковка.

Характеристики кузнечной прочности алюминиевого металла

В плане кузнечной прочности алюминиевые сплавы практически не отличаются от углеродистой и низколегированной конструкционной стали.

Изменение сопротивления деформации при высоких температурах

Алюминиевые сплавы демонстрируют широкий диапазон сопротивления деформации (или напряжению течения) в зависимости от типа сплава. Низко- и среднепрочные алюминиевые сплавы серии 6000 более восприимчивы к деформации при повышенных температурах. С другой стороны, высокопрочные алюминиевые сплавы, особенно серии Алюминий серии 7000 Такие сплавы, как Al-Zn-Mg-Cu, как сообщается, обладают повышенной устойчивостью к деформации при высоких температурах.

Например, твердый алюминиевый сплав имеет предел прочности при ковке 40 МПа при температуре 500°C, в то время как алюминиевый сплав 6061 имеет предел прочности при ковке 20 МПа. Это означает, что нагрузка на деформацию при ковке для второго сплава примерно в два раза меньше, чем для первого.

Устойчивость к деформации при высоких и комнатных температурах

При комнатной температуре большинство деформационно-стойких алюминиевых сплавов обладают меньшей устойчивостью к деформации, чем углеродистая сталь. Но при высоких температурах их способность сопротивляться деформации может быть ниже, аналогичной или даже лучшей, чем у углеродистой стали.

Чувствительность к температуре

Алюминиевые сплавы очень чувствительны к изменениям температуры. Это связано с тем, что при снижении температуры их способность сопротивляться деформации возрастает с очень высокой скоростью. Это увеличение твердости больше, чем у углеродистой стали. Для углеродистой и низколегированной конструкционной стали предел прочности увеличивается в 1,5 раза при снижении температуры на 100°C. С другой стороны, снижение температуры на 50°C может привести к увеличению прочности алюминиевых сплавов на 50% - 300%.

Методы ковки алюминиевых деталей

Алюминий - это мягкий сплав с низкой плотностью, который часто используется в комбинации с другими металлами  таких как медь, магний, олово или цинк, чтобы повысить его формуемость, твердость и упрочняющие способности. Алюминиевые сплавы легко поддаются ковке, поэтому 85% алюминиевых деталей изготавливаются методом ковки.

Кованые изделия относительно прочнее изделий из литого алюминия, поскольку обладают свойствами двух металлов. Поскольку алюминий имеет низкую температуру плавления, его стоимость ниже, чем у кованых изделий. Наиболее часто используемые алюминиевые сплавы для ковки: Al 6061, 6063, 6082 и 7075. Эти сплавы используются в инженерных деталях и системах, где важна защита от коррозии и низкая плотность. Кованые алюминиевые детали находят широкое применение в различных отраслях промышленности, таких как судостроение, автомобильные детали интерьера и экстерьера, двигатели, аэрокосмическая промышленность и другие производственные промышленные изделия, где способность выдерживать суровые условия, как на морских судах, играет незаменимую роль. .

Горячая ковка алюминия

Горячая ковка алюминия включает в себя распиловку и нагрев алюминиевых прутков до высоких температур. Этот процесс, называемый рекристаллизацией, улучшает зернистую структуру алюминия и повышает вязкость, пластичность и предел текучести кованых деталей. Горячая ковка также отличается высокой эффективностью использования материала, поскольку при ней образуется мало отходов. Горячая ковка алюминиевых деталей может быть выполнена на нашем заводе в соответствии с требуемым дизайном и размерами наших клиентов.

Алюминий Cстарая ковка

Холодная ковка алюминия особенно подходит для изготовления алюминиевых деталей, поскольку алюминий обладает высокой пластичностью и легко поддается обработке. Эта техника позволяет получать высокоточные детали, которые практически не требуют дополнительной обработки и лучше всего подходят для изготовления симметричных изделий. Холодная ковка в большинстве случаев более экономична, чем горячая. Процесс холодной ковки предполагает сгибание прутка в требуемую форму, а затем его сжатие между штампами для получения окончательной формы. Однако из-за относительно мягкой природы алюминия для повышения твердости кованых деталей рекомендуется проводить термическую обработку. Эти характеристики делают алюминиевые поковки незаменимыми во многих отраслях промышленности и сферах применения.

В этом процессе верхняя часть штампа крепится к молоту, а нижняя - к наковальне. Нагретая алюминиевая заготовка помещается на наковальню внутри нижней половины штампа. Затем заготовка с равномерным усилием вдавливается в полость штампа до полного заполнения полости штампа. На этом этапе излишки алюминия выбрасываются через отверстия между двумя половинами штампа. Этот избыточный материал, называемый флэш, собирается и затем снова используется в производственном процессе.

Алюминиевая ковка

Капельная ковка - это метод ковки, при котором алюминиевая заготовка помещается между двумя половинками штампа и с помощью молота придается материалу нужная форма, что делает его идеальным для крупномасштабного производства алюминиевых деталей. Алюминиевые сплавы предпочтительны для ковки методом высадки из-за их малого веса, и наиболее подходящими являются сплавы серий 6000 и 7000. После того как заготовка выкована, излишки материала, которые называются "вспышкой", обрезаются, и детали могут быть подвергнуты дальнейшей обработке.

Известно, что алюминий можно упрочнить, сделать более жестким и улучшить его усталостные характеристики с помощью процесса ковки с высадкой. Этот процесс контролируемой деформации позволяет достичь высокой точности и однородности, что делает его дешевым и безотходным процессом, который можно использовать для производства сложных форм.

Характеристики алюминиевого сплава следующие:

Металлы, такие как алюминий, обладают свойством, известным как пластичность, которое заключается в способности материала деформироваться под воздействием больших внешних сил. Алюминий обладает этой способностью и сохраняет свою структурную стабильность. Пластичность алюминиевых сплавов определяет их технологичность и условия, при которых может осуществляться штамповка.

Хотя скорость течения алюминиевых сплавов 50% больше, чем у стали, коэффициент трения на поверхностях пресс-форм у них в три раза выше. Это приводит к высокому сцеплению, низкой обрабатываемости и пластичности при ковке.

Как ковать алюминий: Исчерпывающее руководство

Ковка алюминия - это процесс прессования алюминия в различные конфигурации с помощью ковочного пресса или молота. Этот процесс помогает воспроизвести различные прототипы конструкций для промышленного использования, например, в оборонной, автомобильной и аэрокосмической промышленности.

Шаг 1: Подготовка

Во-первых, алюминиевая заготовка должна быть правильно подобрана, то есть она должна быть чистой, без примесей и иметь размеры, подходящие для предполагаемого использования.

Шаг 2: Нагрев

Нагрейте заготовку до нужной температуры перед процессом ковки. Благодаря этому алюминий становится более податливым, чем сталь, и, следовательно, легче поддается обработке, чем сталь. Температура зависит от конкретного типа сплава и формы конечного продукта, который необходимо получить. Обычно алюминиевые сплавы куются при температуре от 700 до 950 градусов F, но для некоторых сплавов может потребоваться до 1100 градусов F.

Шаг 3: Ковка алюминия

Когда заготовка достигает необходимой температуры, она готова к ковке. В кузнечном цехе для придания формы алюминию используется большое усилие с помощью кузнечного пресса или молота. Процесс ковки включает в себя три основных этапа:Процесс ковки включает в себя три основных этапа:

• Расстроповка: Оказывайте давление на один конец заготовки, чтобы удлинить ее и сделать тоньше.
• Вытягивание: Затем заготовка растягивается до необходимой длины и формы прутка.
• Финишная обработка: она помогает воспроизвести окончательную форму и обрезать ненужный материал с поверхности деталей.

Шаг 4: Охлаждение

Затем кованый алюминий постепенно охлаждается при температуре окружающей среды. Закалка с высокой скоростью может привести к образованию трещин или деформации, особенно в крупных поковках

Шаг 5: Обработка и отделка поверхности

Этот процесс включает в себя использование таких инструментов, как сверла или режущие инструменты, для придания кованым деталям нужной формы и размера. На последнем этапе материал полируется или покрывается лаком для улучшения качества поверхности и предотвращения коррозии в будущем.

Ковка алюминия - это распространенный процесс, который включает в себя придание формы металлу путем приложения силы, и используется для производства широкого спектра изделий, от мелких деталей до крупных конструкций.

Полезные советы по ковке алюминия

Для успешной ковки алюминия воспользуйтесь следующими советами:

1. Выберите подходящий алюминиевый сплав: Выберите подходящий сплав для вашего изделия, поскольку различные сплавы имеют разные температуры и свойства при ковке.
2. Управляйте температурой: Убедитесь, что температура алюминиевой заготовки соответствует температуре конкретного сплава, часто наблюдая за ней.
3. Используйте правильное оборудование: Используйте кузнечный пресс или молот с нужным тоннажем и ходом для работы, которую необходимо выполнить.
4. Сотрудничайте с квалифицированными компаниями, занимающимися ковкой алюминия: Тем, кто только начинает заниматься ковкой алюминия, рекомендуется обратиться в компанию, которая уже давно работает в этом бизнесе, например, в Sincere Tech. Они помогут вам выбрать подходящий сплав, температуру и оборудование, а также будут сопровождать вас на протяжении всего процесса ковки.

Преимущества кованых алюминиевых деталей

Кованые алюминиевые детали имеют множество преимуществ, в том числе:Кованые алюминиевые детали имеют множество преимуществ, в том числе:

Прочность

Ковка алюминия позволяет создавать более прочные детали, чем те, которые создаются путем литья и механической обработки. Поток зерен в материале в процессе ковки принимает форму детали, что повышает прочность материала и, следовательно, срок службы детали. Кованый алюминий также предпочтителен в тех случаях, когда детали подвергаются многократным ударным нагрузкам, циклическим нагрузкам и другим стрессовым условиям.

Стоимость

Ковка алюминия, как правило, более экономична с точки зрения сроков изготовления, стоимости материалов и других производственных соображений. По сравнению с литьем алюминия под давлением, ковка относительно дешевле в плане оснастки и имеет более высокую скорость производства.

Механические характеристики

Обработка металлов давлением изменяет микроструктуру алюминиевых сплавов в положительную сторону, улучшая их механические характеристики. Этот процесс повышает прочность на разрыв, предел текучести, вязкость и усталостные свойства.

Долговечность и надежность

При других способах формовки алюминия могут получаться детали с пористостью и пустотами, что может ухудшить эксплуатационные характеристики. Эти проблемы решаются при ковке, поскольку она предполагает приложение сжимающих усилий, что улучшает эксплуатационные характеристики, прочность и надежность кованых изделий.

Точность размеров

Алюминий является безусадочным сплавом при ковке, поскольку он нагревается до температуры рекристаллизации, будь то чуть ниже или выше. Алюминиевые заготовки обрабатываются в твердой форме, поэтому конечные изделия обладают высокой степенью точности размеров.

Сохранение имущества

Процесс ковки никоим образом не изменяет превосходные характеристики алюминия. Металл сгибается, скручивается и деформируется, и ни одно из его положительных свойств не страдает.

Сокращение отходов материалов

Современный производственный сектор в основном сосредоточен на минимизации отходов для экономии затрат, а инновации направлены на внедрение технологий, не оказывающих негативного воздействия на окружающую среду. При ковке алюминия вспышки происходят во время открытой и закрытой штамповки, и они могут быть легко утилизированы и переработаны после завершения цикла. Поэтому образование отходов довольно низкое, можно сказать, ничтожно малое. Алюминий является одним из наиболее перерабатываемых металлов в мире, и это свойство делает его идеальным для применения в приложениях, требующих устойчивых деталей или изделий, которые могут работать в суровых условиях. .

Крупносерийное производство

Алюминиевая ковка - это тонкий подход к металлообработке, который позволяет создавать 1000 сложных деталей в минимальные сроки. Процесс обычно занимает меньше времени - от создания дизайна до завершения производства может пройти не более двух месяцев. Ковка алюминия - это процесс, который производит большое количество алюминиевых изделий, но при этом имеет минимальное количество брака.

Основные выводы

Алюминий ковка стала адаптируемым и одним из наиболее эффективных и широко используемых методов производства в различных отраслях промышленности. Соблюдение шагов и советов, приведенных в этом руководстве, приведет к успешной ковке алюминия и производству качественных изделий, отвечающих требованиям заказчика. Рекомендуется правильно выбирать алюминиевый сплав, контролировать температуру, использовать надлежащие инструменты и сотрудничать с опытными кузнечными фирмами. Таким образом, используя правильные методы предварительного нагрева, ковки, охлаждения и отделки, можно производить алюминиевые изделия, отвечающие самым высоким стандартам качества и производительности.

Главная    Решение   Поддержка    Ссылки    Карьера    Блог    Карта сайта

Авторское право © 2011-2014 GC Precision Mold все права защищены