В чем разница между холодной, горячей и теплой высадкой?
В процессах формовки крепежных изделий основными являются холодная, горячая и термоформовка, подходящие для производства болтов, винтов, гаек и заклепок . Здесь мы рассмотрим различия, включая преимущества и недостатки, а также сравним эти три процесса.
Холодный заголовок
Холодная штамповка деформирует металл ниже точки его рекристаллизации и обычно проводится при комнатной температуре.
Преимущества
Холодная высадка повышает прочность на растяжение и предел текучести, одновременно снижая пластичность. Наиболее распространенным металлом, используемым при холодной высадке, обычно является углеродистая сталь или углеродистая легированная сталь. Обычно это процесс с использованием закрытой штамповки. Обычно это дешевле, чем горячая высадка, а конечный продукт требует минимальной отделки. В связи с повышением прочности металла при холодной высадке иногда для изготовления деталей, которые невозможно обработать механически или методом горячей высадки, можно использовать материалы более низкого качества.
Холодная высадка также менее подвержена загрязнению, а конечные изделия имеют лучшую общую отделку поверхности.
Недостатки
- Перед ковкой поверхность металла должна быть чистой и свободной от оксидной окалины.
- Плохая пластичность металла
- Может возникнуть остаточное напряжение
- Требуется более тяжелое и крупногабаритное оборудование
- Нужна более прочная форма
Горячий заголовок
При горячей высадке заготовку нагревают до температуры выше точки рекристаллизации металла путем индукционного нагрева или в кузнечной печи или духовке.
Эта экстремально высокая температура необходима для предотвращения упрочнения металлов во время деформации. Поскольку металл находится в пластичном состоянии, ему можно придавать довольно сложные формы, сохраняя при этом пластичность и прочность.
Средняя температура ковки, необходимая для горячей высадки различных металлов
Сталь: 1150 ° C
Алюминиевый сплав: 360-520 ° C
Медный сплав: 700-800 ° C
Для ковки некоторых металлов, таких как суперлегированная сталь, применяется разновидность горячей высадки, называемая изотермической ковкой.
Преимущества
Здесь штамп нагревается до температуры, близкой к температуре заготовки, чтобы избежать поверхностного охлаждения детали во время ковки. Ковка иногда осуществляется в контролируемой атмосфере, чтобы свести к минимуму образование оксидной окалины.
В общем, комплекс детали крепежа изготавливаются методом горячей высадки, поскольку он позволяет материалу деформироваться в пластичном состоянии и металл легче поддается обработке.
Факторы, которые следует учитывать при горячем прессовании
- Изготовление сложных деталей
- Размеры средней и низкой точности
- Низкое напряжение или низкое деформационное упрочнение
- Однородная зернистая структура
- Повышенная пластичность
Недостатки
- Низкий допуск точности
- Материал может деформироваться во время охлаждения
- Изменение структуры зерна металла
- Возможная химическая реакция между окружающей атмосферой и металлом
Теплый заголовок
Теплая высадка осуществляется при температуре ниже температуры рекристаллизации, но выше комнатной, что позволяет преодолеть недостатки горячей и холодной высадки и получить их преимущества.
Преимущества
По сравнению с горячей высадкой допуск можно контролировать точнее и образуется меньше оксидной окалины. По сравнению с холодной высадкой себестоимость обработки ниже, снижается наклеп и повышается пластичность.
Сравнение холодной, горячей и теплой высадки
1. Хотя холодная высадка имеет много преимуществ, ее большая стойкость к деформации ограничивает размер деталей.
2. Хотя горячая высадка может снизить сопротивление материалов деформации, из-за проблем окисления, обезуглероживания и теплового расширения, вызванных нагревом, снижается размерная точность и качество поверхности изделий. Поэтому для использования в качестве конечного продукта обычно требуется обширный процесс резки.
3. Теплая высадка заключается в нагреве заготовки до соответствующей температуры ниже температуры рекристаллизации металла для экструзии. За счет нагрева металла снижается сопротивление деформации заготовки, облегчается формовка. Усилие пресса может быть уменьшено, а срок службы штампа увеличен. Однако он отличается от горячей высадки тем, что вероятность окисления и обезуглероживания при нагревании в относительно низкотемпературном диапазоне невелика, а механические свойства продукта не отличаются от продуктов холодной высадки. В частности, материалы, которые трудно поддаются обработке при комнатной температуре, такие как нержавеющая сталь, высокоуглеродистая сталь, некоторые стали с высоким содержанием хрома, могут стать обрабатываемыми или легко поддающимися обработке во время теплой высадки.
4. Теплая высадка подходит не только для труднообрабатываемых материалов с высокой устойчивостью к деформации, но и для низкоуглеродистой стали, которая также подходит для холодной высадки, поскольку теплая высадка имеет преимущество, заключающееся в обеспечении непрерывности производства. При холодной высадке обычно требуется проводить смягчающий отжиг перед обработкой, а также отжиг требуется между каждым процессом холодной высадки. Перед холодной высадкой необходимо проводить пассивацию, что затрудняет организацию непрерывного производства. Отжиг между каждым процессом может быть исключен, а также может быть исключена обработка поверхности, что позволяет организовать непрерывное производство. По крайней мере, многие вспомогательные процессы можно сократить.
5. Теплая высадка может принимать большую деформацию, поэтому количество процессов может быть сокращено. Стоимость пресс-формы также может быть значительно снижена, и не требуется дорогостоящее кузнечно-прессовое оборудование с чрезвычайно высокой жесткостью. Возможно использование общего кузнечно-прессового оборудования. Таким образом, хотя при теплой высадке металл необходимо нагревать, общая стоимость обработки относительно невысока.
6. В настоящее время смазка, используемая для теплой высадки, не является полностью удовлетворительной. В то же время ощущается нехватка фактических данных по обработке, и еще предстоит решить множество технических проблем.
Резюме
В данной статье анализируются процессы холодной высадки, горячей высадки и теплой высадки. Сравнивая эти три процесса, можно выбрать наиболее подходящие методы формовки, используемые для производства крепежных изделий.
