Istnieje wiele różnych procesów obróbki plastycznej metali. Zazwyczaj wlewki stalowe są podgrzewane i zmiękczane, co ułatwia obróbkę metalu i poprawia właściwości mechaniczne elementów. Niektóre procesy obejmują również kształtowanie metalu w temperaturze pokojowej.
Przyjrzyjmy się zaletom i wadom walcowania na gorąco, walcowania na zimno, kucia na gorąco i kucia na zimno, ze szczególnym uwzględnieniem ich zastosowań w prętach ze stali nierdzewnej, elementach złącznych ze stopów i precyzyjnie odkuwanych elementach.
Czym jest walcowanie na gorąco?
W temperaturze pokojowej stal jest trudna do odkształcenia i obróbki. Jednak po podgrzaniu i zmiękczeniu wlewka przed walcowaniem proces staje się znacznie łatwiejszy – nazywa się to walcowaniem na gorąco. Walcowanie na gorąco ma kilka zalet. Po pierwsze, wysoka temperatura zmiękcza stal, ułatwiając zmianę jej struktury i rozdrobnienie ziarna, a tym samym poprawiając jej właściwości mechaniczne. Ponadto, wady wewnętrzne, takie jak pęcherze, pęknięcia i porowatość, można zespawać pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia. To sprawia, żewalcowane na gorącopręty ze stali nierdzewnejIdealne do zastosowań konstrukcyjnych wymagających zwiększonej wytrzymałości i trwałości. Walcowanie na gorąco ma jednak również wady. Zanieczyszczenia pierwotnie skoncentrowane w stali mogą być prasowane w cienkie warstwy, zamiast integrować się ze stalą, co prowadzi do rozwarstwienia. Z czasem może to prowadzić do pęknięć i złamań, co wpływa na wytrzymałość metalu. Ponadto, podczas procesu chłodzenia po walcowaniu, nierównomierne chłodzenie między warstwą wewnętrzną i zewnętrzną może powodować odkształcenia, niską wytrzymałość zmęczeniową i inne wady.
Czym jest walcowanie na zimno?
Walcowanie na zimno zazwyczaj polega na wywieraniu siły zewnętrznej na metal w temperaturze pokojowej w celu jego ścięcia do określonej grubości. Błędne jest jednak przekonanie, że walcowanie na gorąco wymaga nagrzewania, podczas gdy walcowanie na zimno nie. W zależności od materiału, walcowanie na zimno może również wymagać nagrzewania. Kluczowa różnica polega na tym, że jeśli obróbka odbywa się poniżej temperatury rekrystalizacji, jest to walcowanie na zimno; jeśli powyżej, jest to walcowanie na gorąco. Zalety walcowania na zimno obejmują dużą prędkość, wysoką wydajność produkcji i możliwość zachowania integralności powłoki. Walcowanie na zimno pozwala również na uzyskanie różnorodnych kształtów przekrojów poprzecznych, aby spełnić wymagania różnych zastosowań i poprawić odkształcenie plastyczne stali. Stop walcowany na zimnoblachy stalowei precyzjapaski ze stali nierdzewnejSą szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i elektronicznym, gdzie dokładność wymiarowa i jakość powierzchni mają kluczowe znaczenie. Jednak szczątkowe naprężenia wewnętrzne w stali walcowanej na zimno mogą wpływać na ogólną lub lokalną wytrzymałość. Ponadto materiały walcowane na zimno charakteryzują się zazwyczaj mniejszą grubością i niższą nośnością.
Czym jest Cold Heading?
Kucie na zimno, znane również jako formowanie na zimno, to proces, w którym metal jest formowany do określonego kształtu wewnątrz matrycy poprzez zastosowanie siły uderzeniowej bez nagrzewania. Kucie na zimno oferuje szereg korzyści. Ponieważ wlewek jest całkowicie wciskany w matrycę, odpady materiałowe podczas obróbki są minimalne lub zerowe. Umożliwia to również automatyzację produkcji, zużywa mniej energii, ponieważ nie wymaga nagrzewania, i eliminuje potrzebę chłodzenia, co przyspiesza produkcję i obniża koszty. Dzięki temu kucie na zimnoelementy złącznejak na przykładśruby ze stali nierdzewnej, nakrętki i nity są wysoce wydajne w produkcji masowej, przy minimalnych stratach materiałowych. Jednak niektóre operacje kucia na zimno nie mogą być wykonane w jednym kroku. Zamiast tego, przedmiot obrabiany musi być wytłaczany stopniowo w różnych matrycach, co wymaga wielu etapów, aby uzyskać pożądany kształt. Ponadto materiały używane do kucia na zimno nie mogą być zbyt twarde.
Czym jest Hot Heading?
Kucie na gorąco to proces, w którym metal jest najpierw nagrzewany i zmiękczany, a następnie odkształcany plastycznie za pomocą siły uderzenia. Kucie na gorąco może znacząco poprawić strukturę wewnętrzną i właściwości mechaniczne metalu, zwiększając jego wytrzymałość i plastyczność. Zmniejsza również trudności w obróbce i zwiększa wydajność produkcji. Elementy złączne ze stali stopowej kute na gorąco są szeroko stosowane w zastosowaniach wymagających wysokiej wytrzymałości, takich jak przemysł lotniczy, ciężki sprzęt i budownictwo. Jednak kucie na gorąco wymaga znacznych inwestycji w urządzenia grzewcze i energię, co znacznie zwiększa koszty produkcji w porównaniu z kuciem na zimno.
Dzięki zrozumieniu zalet i ograniczeń tych technik obróbki plastycznej metali producenci mogą wybrać najodpowiedniejszą metodę.
Czas publikacji: 14 marca 2025 r.