et tverrsnitt av en smidd koblingsstang som har blitt etset for å vise kornstrømmen

det finnes mange forskjellige typer smieprosesser tilgjengelig, men de kan grupperes i tre hovedklasser:

• trukket ut: lengde øker, tverrsnitt reduseres
• opprørt: lengde avtar, tverrsnitt øker
• presset i lukkede kompresjonsdyser: produserer flerdireksjonsstrøm

vanlige smieprosesser inkluderer: roll smiing, swaging, cogging, open-die smiing, impression-die smiing (close die smiing), trykk smiing, kald smiing automatisk varm smiing og opprørende.

TemperatureEdit

alle følgende smiingsprosesser kan utføres ved forskjellige temperaturer; imidlertid klassifiseres de vanligvis av om metalltemperaturen er over eller under omkrystalliseringstemperaturen. Hvis temperaturen er over materialets omkrystalliseringstemperatur det anses hot smiing; hvis temperaturen er under materialets omkrystalliseringstemperatur, men over 30% av omkrystalliseringstemperaturen (på absolutt skala), anses det for varm smiing; hvis under 30% av omkrystalliseringstemperaturen (vanligvis romtemperatur), anses den for kald smiing. Den største fordelen med hot smiing er at det kan gjøres raskere og presist, og som metallet er deformert arbeid herding effekter er negert av omkrystallisering prosessen. Kald smiing resulterer vanligvis i arbeidsherding av stykket.

Slipp forgingEdit

Play media

Båt spiker produksjon I Hainan, Kina

Drop smiing Er en smiing prosess hvor en hammer er hevet og deretter «falt» på arbeidsstykket for å deformere den i henhold til formen på terningen. Det finnes to typer drop smiing: open-die drop smiing og inntrykk-die (eller lukket-die) drop smiing. Som navnene antyder, er forskjellen i form av dysen, med den førstnevnte ikke helt omslutter arbeidsstykket, mens sistnevnte gjør det.

open-die drop forgingEdit

en stor 80 tonn sylinder av varmt stål i en åpen-dør smiing trykk, klar for opprørende fase av smiing

åpen-dør smiing er også kjent som smith smiing. I åpen dør smiing slår en hammer og deformerer arbeidsstykket, som er plassert på en stasjonær ambolt. Open-die smiing får navnet sitt fra det faktum at dør (overflatene som er i kontakt med arbeidsstykket) ikke omslutter arbeidsstykket, slik at det kan flyte unntatt der kontaktet av dør. Operatøren må derfor orientere og plassere arbeidsstykket for å få ønsket form. Dysene er vanligvis flate i form, men noen har en spesielt formet overflate for spesialiserte operasjoner. For eksempel kan en dør ha en rund, konkav eller konveks overflate eller være et verktøy for å danne hull eller være et avskjæringsverktøy.Open-die smijern kan bearbeides i former som inkluderer plater, huber, blokker, aksler (inkludert trinn aksler eller med flenser), ermer, sylindere, leiligheter, hekser, runder, plate, og noen tilpassede former.Open-die smiing gir seg til korte løp og passer for kunstsmeding og tilpasset arbeid. I noen tilfeller kan åpen-dør smiing brukes til grov-form ingots å forberede dem for senere operasjoner. Open-die smiing kan også orientere kornet for å øke styrken i ønsket retning.Mindre sjanse for hulrom

ul>

«cogging» er den suksessive deformasjonen av en bar langs dens lengde ved hjelp av en åpen dør drop smie. Det brukes vanligvis til å jobbe et stykke råmateriale til riktig tykkelse. Når riktig tykkelse er oppnådd, oppnås riktig bredde via «kanting».»Kanting» er prosessen med å konsentrere materiale ved hjelp av en konkavformet åpen dør. Prosessen kalles «kanting» fordi den vanligvis utføres på endene av arbeidsstykket. «Fullering» er en lignende prosess som tynner ut deler av smiing ved hjelp av en konveks formet dør. Disse prosessene forbereder arbeidsstykkene for videre smiingsprosesser.

• div>

  fullering

impression-die forgingedit

impression-die smiing kalles også»lukket-die smiing». I inntrykk-dør smiing, er metallet plassert i en dør som ligner en form, som er festet til en ambolt. Vanligvis er hammeren dør formet også. Hammeren slippes deretter på arbeidsstykket, slik at metallet strømmer og fyller hulrommene. Hammeren er vanligvis i kontakt med arbeidsstykket på skalaen av millisekunder. Avhengig av størrelsen og kompleksiteten til delen, kan hammeren slippes flere ganger i rask rekkefølge. Overflødig metall presses ut av dørhullene, og danner det som kalles «flash». Blitsen kjøler raskere enn resten av materialet; dette kule metallet er sterkere enn metallet i dysen, så det bidrar til å forhindre at mer blits dannes. Dette tvinger også metallet til å fylle dørhulen helt. Etter smiing blir blitsen fjernet.

i kommersiell impression-die smiing, blir arbeidsstykket vanligvis flyttet gjennom en serie hulrom i en dør for å komme fra en ingot til den endelige formen. Det første inntrykket brukes til å fordele metallet i grov form i henhold til behovene til senere hulrom; dette inntrykket kalles en «kanter», «fullering», eller «bøying» inntrykk. Følgende hulrom kalles «blokkering» hulrom, der stykket arbeider i en form som mer ligner det endelige produktet. Disse stadiene gir vanligvis arbeidsstykket med sjenerøse bøyninger og store fileter. Den endelige formen er smidd i et» endelig «eller» etterbehandler » avtrykkshulrom. Hvis det bare er en kort periode med deler som skal gjøres, kan det være mer økonomisk for dysen å mangle et siste avtrykkshulrom og i stedet maskinere de endelige funksjonene.Impression-die smiing har blitt forbedret de siste årene gjennom økt automatisering som inkluderer induksjonsoppvarming, mekanisk tilførsel, posisjonering og manipulering, og direkte varmebehandling av deler etter smiing.En variant av inntrykk-dø smiing kalles «flashless smiing», eller «sann lukket-dø smiing». I denne typen smiing er dørhullene helt lukket, noe som holder arbeidsstykket fra å danne flash. Den store fordelen med denne prosessen er at mindre metall går tapt for flash. Flash kan utgjøre 20 til 45% av utgangsmaterialet. Ulempene ved denne prosessen inkluderer ekstra kostnad på grunn av en mer kompleks dørdesign og behovet for bedre smøring og arbeidsstykkeplassering.

Det finnes andre variasjoner av delformasjon som integrerer inntrykk-dør smiing. En metode omfatter støping av en smiing preform fra flytende metall. Støpingen fjernes etter at den har størknet, men mens den fortsatt er varm. Det er da ferdig i et enkelt hulrom dør. Blitsen er trimmet, så delen er slukket herdet. En annen variasjon følger samme prosess som beskrevet ovenfor, bortsett fra at preformen er produsert ved sprøyteavsetning av metalldråper i formede samlere (lik Osprey-prosessen).Lukket dør smiing har en høy startkostnad på grunn av opprettelsen av dør og nødvendig designarbeid for å lage arbeidsdørhulrom. Det har imidlertid lave gjentakende kostnader for hver del, og dermed blir smiing mer økonomisk med større produksjonsvolum. Dette er en av de viktigste grunnene lukket-die smijern brukes ofte i bil-og verktøyindustrien. En annen grunn smijern er vanlig i disse industrisektorer er at smijern generelt har omtrent en 20 prosent høyere styrke-til-vekt forhold i forhold til støpt eller maskinert deler av samme materiale.

Design av impression-die smiing og toolingEdit

Smiing dør er vanligvis laget av høylegering eller verktøystål. Dies må være slagfast og slitesterk, opprettholde styrke ved høye temperaturer, ha evne til å motstå sykluser med rask oppvarming og kjøling. For å produsere en bedre, mer økonomisk dør opprettholdes følgende standarder:

• dørdelen langs et enkelt, flatt plan når det er mulig. Hvis ikke, følger avskjæringsplanet konturen til delen.
• skilleflaten er et plan gjennom midten av smiing og ikke nær en øvre eller nedre kant.
• Tilstrekkelig utkast er gitt; vanligvis minst 3° for aluminium og 5° til 7°
• Generøse fileter og radier brukes.
• Ribbeina er lave og brede.
• de ulike seksjonene er balansert for å unngå ekstrem forskjell i metallstrømmen.
• Full fordel er tatt av fiberstrømningslinjer.
• Dimensjonale toleranser er ikke nærmere enn nødvendig.

Barreling oppstår når arbeidsstykket på grunn av friksjon mellom arbeidsstykket og dysen eller stansen buler i midten på en slik måte at den ligner en tønne. Dette fører til at den sentrale delen av arbeidsstykket kommer i kontakt med sidene av dysen raskere enn om det ikke var friksjon tilstede, noe som skaper en mye større økning i trykket som kreves for stansen for å fullføre smiingen.

dimensjonale toleranser av en ståldel produsert ved hjelp av impression-die smiing-metoden er skissert i tabellen nedenfor. Dimensjonene over skilleplanet påvirkes av lukkingen av dysene, og er derfor avhengig av dørslitasje og tykkelsen på den endelige blitsen. Dimensjoner som er helt inneholdt i et enkelt dørsegment eller en halv, kan opprettholdes på et betydelig større nøyaktighetsnivå.

et smøremiddel brukes ved smiing for å redusere friksjon og slitasje. Den brukes også som en termisk barriere for å begrense varmeoverføring fra arbeidsstykket til dysen. Til slutt fungerer smøremiddelet som en avskjæringsforbindelse for å hindre at delen stikker i dysene.

Trykk smiingedit

Trykk smiing fungerer ved sakte å bruke en kontinuerlig trykk eller kraft, som skiller seg fra nær-momentant virkningen av drop-hammer smiing. Mengden tid dysene er i kontakt med arbeidsstykket måles i sekunder (i forhold til millisekunder av drop-hammer smiene). Pressen smiing operasjonen kan gjøres enten kald eller varm.

den største fordelen med trykk smiing, i forhold til drop-hammer smiing, er dens evne til å deformere hele arbeidsstykket. Drop-hammer smiing deformerer vanligvis bare overflatene på arbeidsstykket i kontakt med hammeren og ambolten; det indre av arbeidsstykket forblir relativt uformet. En annen fordel til prosessen inkluderer kunnskap om den nye delen belastning rate. Ved å kontrollere kompresjonshastigheten til pressens smiing, kan den interne belastningen styres.

det er noen ulemper for denne prosessen, mest stammer fra arbeidsstykket å være i kontakt med dør for en slik lengre periode. Operasjonen er en tidkrevende prosess på grunn av mengden og lengden på trinnene. Arbeidsstykket vil kjøle seg raskere fordi dysene er i kontakt med arbeidsstykket; dysene letter drastisk mer varmeoverføring enn omgivende atmosfære. Når arbeidsstykket avkjøles, blir det sterkere og mindre duktilt, noe som kan forårsake sprekker hvis deformasjonen fortsetter. Derfor brukes oppvarmede dør vanligvis til å redusere varmetap, fremme overflatestrøm og muliggjøre produksjon av finere detaljer og tettere toleranser. Arbeidsstykket må kanskje også oppvarmes.

når det gjøres i høy produktivitet, er trykk smiing mer økonomisk enn hammer smiing. Operasjonen skaper også tettere toleranser. I hammer smiing mye av arbeidet er absorbert av maskiner; når du er i trykk smiing, er større andel av arbeidet brukes i arbeidsstykket. En annen fordel er at operasjonen kan brukes til å lage en hvilken som helst størrelsesdel fordi det ikke er noen grense for størrelsen på pressens smiemaskin. Nye trykk smiing teknikker har vært i stand til å skape en høyere grad av mekanisk og orientering integritet. Ved begrensning av oksidasjon til de ytre lagene av delen, forekommer reduserte nivåer av mikrosprekk i den ferdige delen.

Trykk smiing kan brukes til å utføre alle typer smiing, inkludert åpen-dør og inntrykk-dør smiing. Impression-die press smiing krever vanligvis mindre utkast enn drop smiing og har bedre dimensjonsnøyaktighet. Også, trykk smiing kan ofte gjøres i en lukking av dør, noe som åpner for enkel automatisering.

Opprørt forgingEdit

Opprørt smiing øker diameteren på arbeidsstykket ved å komprimere lengden. Basert på antall stykker produsert, er dette den mest brukte smiing prosessen. Noen eksempler på vanlige deler produsert ved hjelp av opprørt smiing prosessen er motorventiler, koblinger, bolter, skruer og andre festemidler.

Opprørt smiing gjøres vanligvis i spesielle høyhastighetsmaskiner kalt vevpresser. Maskinene er vanligvis satt opp til å fungere i horisontalplanet, for å lette rask utveksling av arbeidsstykker fra en stasjon til den neste, men opprørende kan også gjøres i en vertikal sveiv trykk eller en hydraulisk trykk. Den første arbeidsstykket er vanligvis wire eller stang, men noen maskiner kan akseptere barer opp til 25 cm (9.8 in) i diameter og en kapasitet på over 1000 tonn. Standard opprørende maskinen benytter delt dør som inneholder flere hulrom. Dysene er åpne nok til at arbeidsstykket kan bevege seg fra ett hulrom til det neste; dør deretter lukke og overskriften verktøyet, eller ram, deretter beveger seg i lengderetningen mot baren, upsetting det inn i hulrommet. Hvis alle hulrommene benyttes på hver syklus, vil en ferdig del bli produsert med hver syklus, noe som gjør denne prosessen fordelaktig for masseproduksjon.

Disse reglene må følges ved utforming av deler for å bli opprørt smidd:

• lengden på ustøttet metall som kan bli opprørt i ett slag uten skadelig knekking bør begrenses til tre ganger diameteren av stangen.
• Lengder på lager større enn tre ganger diameteren kan bli opprørt vellykket, forutsatt at diameteren av opprøret ikke er mer enn 1,5 ganger diameteren av aksjen.
• i en opprørt krever lager lengde større enn tre ganger diameteren av aksjen, og hvor diameteren av hulrommet er ikke mer enn 1,5 ganger diameteren av aksjen, må lengden av ustøttet metall utover forsiden av dysen ikke overstige diameteren av stangen.

Automatisk hot smiingedit

den automatiske hot smiing prosessen innebærer å mate mill-lengde stålstenger (vanligvis 7 m (23 ft) lang) i den ene enden av maskinen ved romtemperatur og varme smidde produkter dukke opp fra den andre enden. Alt dette skjer raskt; små deler kan gjøres med en hastighet på 180 deler per minutt (ppm) og større kan gjøres med en hastighet på 90 ppm. Delene kan være faste eller hule, runde eller symmetriske, opptil 6 kg (13 lb) og opptil 18 cm (7,1 tommer) i diameter. De viktigste fordelene med denne prosessen er dens høye utgangshastighet og evne til å akseptere rimelige materialer. Lite arbeid er nødvendig for å betjene maskinen.det er ingen blits produsert, så materialbesparelser er mellom 20 og 30% over konvensjonell smiing. Sluttproduktet er en konsekvent 1,050 °C (1,920 °F), slik at luftkjøling vil resultere i en del som fortsatt er lett bearbeidbar (fordelen er mangel på gløding som kreves etter smiing). Toleransene er vanligvis ±0.3 mm (0.012 in), overflatene er rene og trekkvinkler er 0.5 til 1° Verktøyets levetid er nesten dobbelt så stor som konvensjonell smiing fordi kontakttider er i størrelsesorden 0,06 sekunder. Ulempen er at denne prosessen bare er mulig på mindre symmetriske deler og kostnader; den opprinnelige investeringen kan være over $10 millioner, så store mengder kreves for å rettferdiggjøre denne prosessen.

prosessen starter ved å varme baren til 1200 til 1300 °C (2190 til 2370 °F) på mindre enn 60 sekunder ved hjelp av induksjonsspoler med høy effekt. Det blir deretter avkalket med ruller, skåret i emner og overført gjennom flere påfølgende formingstrinn, der det er opprørt, preformed, endelig smidd og gjennomboret (om nødvendig). Denne prosessen kan også kombineres med høyhastighets kalddannende operasjoner. Generelt vil kaldformingsoperasjonen gjøre sluttfasen slik at fordelene ved kaldarbeid kan oppnås, samtidig som den høye hastigheten til automatisk varm smiing opprettholdes.

Eksempler på deler laget av denne prosessen er: hjulnav enhet kulelager, overføring tannhjul, konisk rullelager løp, rustfritt stål kobling flenser og halsen ringer FOR LP gassflasker. Manuell girkasse gir er et eksempel på automatisk varm smiing brukt i forbindelse med kaldt arbeid.

Roll smiingedit

Roll smiing er en prosess hvor rund eller flat bar lager er redusert i tykkelse og økt i lengde. Rull smiing utføres ved hjelp av to sylindriske eller halvcylindriske ruller, som hver inneholder en eller flere formede spor. En oppvarmet stang settes inn i rullene, og når den treffer et sted, roterer rullene og stangen formes gradvis når den rulles gjennom maskinen. Brikken blir deretter overført til neste sett med spor eller vendt om og settes inn i de samme sporene. Dette fortsetter til ønsket form og størrelse oppnås. Fordelen med denne prosessen er at det ikke er noen blits og det gir en gunstig kornstruktur inn i arbeidsstykket.

Eksempler på produkter produsert ved hjelp av denne metoden er aksler, koniske spaker og bladfjærer.

Net-shape og near-net-shape forgingEdit

denne prosessen er også kjent som presisjon smiing. Det ble utviklet for å minimere kostnader og avfall knyttet til etter smiing operasjoner. Derfor trenger sluttproduktet fra en presisjonsmiing liten eller ingen endelig bearbeiding. Kostnadsbesparelser oppnås ved bruk av mindre materiale, og dermed mindre skrap, den totale reduksjonen i energi som brukes, og reduksjon eller eliminering av maskinering. Presisjonsmiing krever også færre utkast, 1° til 0°. Ulempen med denne prosessen er kostnaden, derfor er den bare implementert dersom betydelig kostnadsreduksjon kan oppnås.

Cold smiingedit

Nær netto form smiing er mest vanlig når deler er smidd uten oppvarming slug, bar eller billet. Aluminium er et vanlig materiale som kan være kaldt smidd avhengig av endelig form. Smøring av delene som dannes er kritisk for å øke levetiden til parringsdørene.

induksjon smiingrediger

I Motsetning til de ovennevnte prosesser, er induksjon smiing basert på den type oppvarming stil som brukes. Mange av de ovennevnte prosessene kan brukes sammen med denne oppvarmingsmetoden.

Multidirectional smiingedit

Multidirectional Smiing er forming av et arbeidsstykke i et enkelt trinn i flere retninger. Den multidireksjonelle formingen foregår gjennom konstruktive tiltak av verktøyet. Den vertikale bevegelsen av pressrammen omdirigeres ved hjelp av kiler som distribuerer og omdirigerer kraften til smiingpressen i horisontale retninger.

Isotermisk smiing

Isotermisk smiing er en prosess hvor materialene og dysen blir oppvarmet til samme temperatur (iso – som betyr «lik»). Adiabatisk oppvarming brukes til å hjelpe til med deformasjon av materialet, noe som betyr at belastningshastighetene er svært kontrollerte. Vanligvis brukes for smiing aluminium, som har en lavere smiing temperatur enn stål. Smiingstemperaturer For Aluminium er rundt 430 °C (806 °F), mens stål Og superlegeringer kan være 930 til 1.260 hryvnias C (1.710 til 2.300 hryvnias F).

Fordeler:På grunn av det lavere varmetapet kan mindre maskiner brukes til å lage smiing

Ulemper:

• Høyere dør materialkostnader for å håndtere temperaturer og trykk
• Ensartede varmesystemer kreves
• Beskyttende atmosfærer eller vakuum for å redusere oksidasjon av dysene og materialet
• lave produksjonsrater