Precyzyjne kucie

Kucie to metoda formowania metalu, w której wykorzystuje się maszyny kuźnicze do wywierania nacisku na kęs metalu, powodując odkształcenie plastyczne w celu uzyskania odkuwki o określonych właściwościach mechanicznych, kształtach i wymiarach. Kucie eliminuje wady, takie jak porowatość odlewu, które pojawiają się podczas procesu wytapiania, optymalizuje mikrostrukturę i zachowuje nienaruszone linie płynięcia metalu. Odkuwki mają na ogół lepsze właściwości mechaniczne w porównaniu z odlewami z tego samego materiału.

 

Ze względu na temperaturę przedmiotu obrabianego podczas kucia, kucie można podzielić na: kucie na gorąco (powyżej temperatury rekrystalizacji), kucie na ciepło (od temperatury rekrystalizacji do 30% temperatury rekrystalizacji) i kucie na zimno (poniżej 30% temperatury rekrystalizacji, zwykle w temperaturze pokojowej).

 

 

Najczęściej stosowanym materiałem do kucia jest stal stopowa. Początkowa temperatura rekrystalizacji stali wynosi około 727 stopni, ale jako linię podziału powszechnie przyjmuje się 800 stopni. Kucie powyżej 800 stopni jest kuciem na gorąco; kucie w temperaturze od 300 do 800 stopni nazywa się kuciem na ciepło lub kuciem pół-na gorąco; a kucie w temperaturze pokojowej nazywane jest kuciem na zimno. Odkuwki stosowane w większości gałęzi przemysłu to odkuwki na gorąco. Kucie na ciepło i kucie na zimno stosuje się głównie do kucia części w samochodach i maszynach ogólnych. Kucie na ciepło i kucie na zimno mogą skutecznie oszczędzać materiały.

 

Bezpłatne kucie
Kucie swobodne odnosi się do metody przetwarzania, w której wykorzystuje się proste-narzędzia ogólnego przeznaczenia lub bezpośrednio przykłada się siłę zewnętrzną do kęsa pomiędzy górnym i dolnym kowadłem sprzętu do kucia, powodując odkształcenie kęsa i uzyskanie pożądanego kształtu geometrycznego i jakości wewnętrznej. Odkuwki produkowane metodą swobodnego kucia nazywane są odkuwkami swobodnymi. Kucie swobodne stosowane jest głównie do produkcji odkuwek w małych partiach. Do kształtowania kęsa i uzyskiwania kwalifikowanych odkuwek wykorzystuje się urządzenia kuźnicze, takie jak młoty kuźnicze i prasy hydrauliczne. Podstawowe procesy kucia swobodnego obejmują spęczanie, ciągnienie, wykrawanie, cięcie, gięcie, skręcanie, przesuwanie i łączenie kucia. Kucie swobodne zawsze wykorzystuje metody kucia na gorąco.

 

Kucie matrycowe
Kucie matrycowe dzieli się dalej na kucie matrycowe otwarte i kucie matrycowe zamknięte. W celu uzyskania odkuwki kęs metalowy odkształca się pod ciśnieniem we wnęce matrycy kuźniczej o określonym kształcie. Kucie matrycowe jest powszechnie stosowane do produkcji części, które nie są ciężkie, ale produkowane w dużych partiach. Kucie matrycowe można podzielić na kucie matrycowe na gorąco, kucie na gorąco i kucie na zimno. Kucie matrycowe zamknięte, ze względu na brak wypływki, charakteryzuje się większym stopniem wykorzystania materiału. Skomplikowane odkuwki można wykończyć w jednym lub kilku procesach. Ponadto w wyniku kucia matrycowego powstają odkuwki o mniejszej powierzchni naprężeń, wymagające mniejszego obciążenia. Należy zauważyć, że kucie w matrycach zamkniętych wymaga ścisłej kontroli objętości kęsów, względnego położenia matryc do kucia i pomiarów odkuwek, aby zminimalizować zużycie matrycy.

 

Odpowiednie materiały metalowe do kucia

Głównymi materiałami używanymi do kucia są stal węglowa i stopowa o różnym składzie, a następnie aluminium, magnez, miedź, tytan i ich stopy. Oryginalne stany materiałów obejmują sztaby, wlewki, proszek metalowy i ciekły metal. Stosunek pola- przekroju poprzecznego metalu przed odkształceniem do pola- przekroju poprzecznego po odkształceniu nazywany jest współczynnikiem kucia. Prawidłowy dobór stopnia odkuwania, odpowiedniej temperatury nagrzewania i czasu przetrzymywania, odpowiednich temperatur początkowych i końcowych kucia, a także odpowiedniej wielkości i prędkości odkształcenia mają kluczowe znaczenie dla poprawy jakości wyrobów i obniżenia kosztów. Oprócz wyżej wymienionych materiałów metalicznych kute lub walcowane są także superstopy na bazie-żelaza, niklu-i kobaltu-. Jednak ze względu na stosunkowo wąski zakres plastyczności stopy te są trudniejsze do kucia i w przypadku różnych materiałów stawiane są surowe wymagania dotyczące temperatury ogrzewania, początkowej temperatury kucia i końcowej temperatury kucia.

 

 

Przebieg procesu kucia
Różne metody kucia wymagają różnych procesów, przy czym kucie matrycowe na gorąco ma najdłuższy przepływ. Ogólna sekwencja jest następująca: wykrawanie kęsów, podgrzewanie kęsów, przygotowanie do kucia na walcach, kucie matrycowe, przycinanie, czyszczenie, wykrawanie, prostowanie itp.

 

Kontrola kucia
Kontrola kucia obejmuje-kontrolę procesu, kontrolę wymiarową, wykrywanie wad powierzchniowych, składu chemicznego, naprężeń szczątkowych, właściwości mechanicznych i analizę metalograficzną. W razie potrzeby można również przeprowadzić-badania nieniszczące (NDT). Obróbka cieplna odkuwek służy do eliminacji naprężeń kuźniczych i poprawy obrabialności metalu.

 

Charakterystyka odkuwek
1. W porównaniu do odlewy kucie poprawia mikrostrukturę i właściwości mechaniczne metali. Po odkształceniu podczas obróbki na gorąco poprzez kucie, pierwotne grube dendryty i ziarna kolumnowe w odlewie metalowym przekształcają się w drobniejsze, bardziej jednolite, równoosiowe, rekrystalizowane ziarna w wyniku odkształcenia i rekrystalizacji. Powoduje to zagęszczenie i spajanie niespójności, takich jak segregacja, porowatość, pory i wtrącenia we wlewku, co skutkuje gęstszą mikrostrukturą oraz lepszą plastycznością i właściwościami mechanicznymi.

2. Własności mechaniczne odlewów są niższe niż odkuwek wykonanych z tego samego materiału. Ponadto kucie zapewnia ciągłość struktury włóknistej metalu, zachowując zgodność struktury włóknistej z kształtem odkuwki, co skutkuje kompletnymi liniami przepływu metalu i gwarantuje dobre właściwości mechaniczne i dłuższą żywotność. Odkuwki wytwarzane przy użyciu precyzyjnego kucia matrycowego, wytłaczania na zimno i wytłaczania na ciepło nie mają sobie równych w odlewach.

3. Odkuwki to przedmioty, w których metal poddawany jest działaniu ciśnienia i odkształcaniu plastycznemu w celu uzyskania pożądanego kształtu lub odpowiedniej siły ściskającej. Siłę tę uzyskuje się za pomocą młotka lub nacisku. Proces kucia tworzy uszlachetnioną ziarnistą strukturę i poprawia właściwości fizyczne metalu. W praktycznych zastosowaniach komponentów właściwa konstrukcja zapewnia, że ​​przepływ cząstek jest zgodny z głównym kierunkiem ciśnienia. Natomiast odlewy to części metalowe formowane różnymi metodami odlewania. Obejmuje to wlewanie stopionego metalu do-wcześniej przygotowanej formy przy użyciu metod takich jak zalewanie, wtryskiwanie, zasysanie lub inne techniki odlewania. Po schłodzeniu metal jest poddawany usuwaniu piasku, czyszczeniu i-obróbce końcowej w celu uzyskania obiektu o określonym kształcie, rozmiarze i parametrach.

4. Odkuwki umożliwiają uzyskanie-odkuwki w kształcie netto. Odkuwki wymagają minimalnej obróbki skrawaniem lub nie wymagają jej wcale i oferują takie zalety, jak precyzyjny kształt, wysoka dokładność wymiarowa, wysoka dokładność kształtu i położenia oraz duża chropowatość powierzchni.

 

Zastosowania odkuwek
Ważne części powiązanych maszyn, które przenoszą duże obciążenia i działają w trudnych warunkach, są często kute, z wyjątkiem prostszych kształtów, które można wykonać z walcowanych płyt, profili, odlewów i części spawanych. Kucie jest jedną z głównych metod przetwarzania półfabrykatów części mechanicznych w przemyśle przemysł produkcji maszyn. Poprzez kucie można nie tylko uzyskać kształt części mechanicznych, ale także poprawić wewnętrzną strukturę metalu, poprawiając jego właściwości mechaniczne i fizyczne. W przypadku najważniejszych części mechanicznych, które są poddawane dużym obciążeniom i mają wysokie wymagania, najczęstszą metodą produkcji jest kucie. Na przykład ważne części, takie jak wały turbiny, wirniki, wirniki, łopatki, pierścienie ustalające, duże kolumny pras hydraulicznych, cylindry-wysokociśnieniowe, walce walcowni, wały korbowe silników spalinowych, korbowody, koła zębate, łożyska i artyleria w przemyśle obronnym są produkowane przez kucie.