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定制金属锻造

定制金属锻造

人类可能已经将锻造作为一种金属制造工艺几千年了。尽管锻造方法随着时间的推移发生了变化,但这个过程在今天仍然非常受欢迎。

金属锻造的历史

在之前的几个世纪里,铁匠用锤子敲打排列在铁砧表面的加热金属来锻造金属部件。在12世纪,一些制造商开始试验使用水轮来增加锻造过程中使用的锤子的尺寸和力量。这一创新使得锻造金属的生产规模更大。

现代锻造

今天,现代锻造厂已经发展成为精密的金属加工厂。这些设施大多拥有一系列的生产设备、工具和机床,以及库存。压力机和自动化的锤击机械已经在很大程度上取代了为现代铁匠铺提供动力的繁重体力劳动。

在当今时代,大量需求的锻造金属零件服务于许多经济部门。考虑几个依赖于这些部件的重要行业:建筑和建筑贸易、重工业和制造业、航空航天和航空、天然气和能源、汽车工业、电信、海事工业、电子和高科技产业等等!

锻造锻造金属的过程

在金属锻造过程中,制造商利用热能和机械能将金属零件改造成不同的尺寸。例如,这一过程将把钢坯或钢锭转变成新的形状。从原材料到锻造零件的过程通常包括以下几个步骤:

塑造

制造商通常在锻造过程的早期阶段就尝试开发锻造零件的一般形状。例如,通过将挤压件切割成可使用的形状,制造商可以区分最终零件的一般尺寸。这一步骤通常涉及用机械方法将所需尺寸的坯料与圆形、方形或独特形状的棒材分离。

加热

热的应用有助于创造更具延展性的表面。制造商可以在每种合金指定的温度范围内加热正在锻造的金属合金。例如,锻造纯铜比锻造纯镍需要更少的热量,因为铜的熔点比镍低。

正确的定位

就像很久以前铁匠会把一块热铁放在砧上锤出一个马蹄铁一样,今天的制造商也会对加热过的金属进行精确的定位,以便进行锻造。大多数现代工厂自动处理这一步骤,确保加热的金属沿着装配线跨越到一个特定的位置(下模),以便进一步加工。缺乏这种自动化水平的设备将需要将铁水放置到正确的配置中,以便进行锻造。例如,一名工人戴着厚垫手套和其他防护装备,在很长的钳子和/或头顶起重机的帮助下,可以将小块热金属从加热的桶转移到用作铁砧的模具上。

控制的影响

接下来,制造商通过施加强力来影响金属零件的形状。就像老式的铁匠挥舞着沉重的工具一样,今天的金属制造者通过移动的锻模施加机械压力来压缩和控制位于下锻模上的热金属零件的形状。制造商使用重型压力机或其他机械手段将上锻模击打在热金属上。

自动化制造过程

今天,大多数现代金属制造设备都实现了锻造过程的自动化。金属零件可能通过一条装配线,在制造过程中遇到多个上下锻模。模具上的印痕在每个阶段都改变了金属零件的外观。

闪光的问题

当两个闭合的上、下模之间发生接触时,压力迫使熔化的金属从极热的坯料中进入模具相互接触的边缘或“沟槽”区域。当模具关闭时,这个区域的金属形成一个塞,挤压出被取代的材料。多余的部分经常在被称为“闪光”的部分上形成一个脊或一系列的金属毛刺。制造商随后必须将这些多余的金属修剪掉,以获得所需的零件形状。

关闭模锻

一种被称为“真正闭合模具”或“无闪光”锻造的工艺消除了模具中的凹腔,因此闪光不会形成;采取这一步骤可以在大批量生产中降低零件生产成本,因为制造商不需要花费资源在精加工过程中去除金属零件的毛边。然而,真正的闭式模锻可能会增加与设计模具和在装配线上正确定位热金属相关的成本。

精加工锻造金属零件

去除闪光后,制造商通常会对金属零件进行进一步的加工。这一过程可能包括首先酸处理或抛丸处理的部分,以提供一个更好的纹理应用表面处理。通常,制造商会对锻造件进行机加工操作。他们可以对零件进行铣削、车削、钻孔或其他物理修改,以达到所需的形状。

锻造材料

制造商目前使用各种金属和金属合金进行锻造。一些最常见的操作包括:

铝锻

锻造铝产品具有强度高、重量轻的优点。例如,制造商可以使用锻件来制造在可能发生冲击或冲击的位置起作用的部件。由于这个原因,轮轴、齿轮和发动机活塞通常依赖于锻造部件。

黄铜和铜锻件

铜及其合金为锻造工艺提供了优良的原料。这些材料通常经过商业锻造而不需要任何再打击。铜的可锻铸性允许使用单个模压机,并允许在自动化环境下每小时锻造200到600件锻件。

镁锻造

镁也很容易锻造。这种金属可以在锻造后进行大量加工。

不锈钢锻造

非磁性不锈钢通常比磁性不锈钢要求更高的锻造温度。现代制造商使用不锈钢制造各种各样的锻件,因为这些合金在许多行业中发挥着重要作用。

锻钢

锻钢的强度使这种产品受到欢迎。例如,许多钢铁工业部件都要经过开式模锻。

铸造与锻造的比较

铸造和锻造工艺之间存在着一些重要的区别。这些差异导致了金属部件的结构差异:

定义铸锻件

在铸造过程中,制造商通常将金属加热成液态,然后将熔化的材料倒入模具中冷却。当它变硬时,金属会重新结晶成新的形状。气体气泡可能会被困在冷却液中,气体逸出的地方可能会出现微小的表面不规则现象。相比之下,在锻造过程中,制造商利用热能和压力来改变现有金属零件的形状。锻造过程通常压缩和压实金属,并导致晶粒流动的变化符合零件的形状。

锻造件的潜在优势

根据制造环境的不同,如今的锻造工艺通常比铸造工艺生产出更强、更可靠、更耐冲击的金属部件。锻造件可以表现出优异的抗拉强度、疲劳强度和屈服强度。锻造零件在失效前通常必须承受比铸造零件更大的变形。

控制孔隙度

锻造有助于减少由气孔引起的问题,在铸造过程中,由于气泡被困在熔化的金属内,气孔可能会发生。通过对铁水进行压缩,锻造可以去除这些缺陷(这些缺陷有时会削弱铸造金属部件的强度)。因此,锻造良好的零件通常表现出更好的强度和抗冲击性能。根据制造环境和自动化程度的不同,锻造通常比铸造更具成本效益,允许更接近的公差。这种工艺代表了一种灵活的、流行的金属加工方法。

定制金属锻造的优点

金属锻造工艺为制造商提供了许多优点。无论您寻求锻造金属的高量或小量,您将获得许多好处。

节省成本和时间

与铸件、挤压件或机加工棒材相比,锻件有时是一种具有成本效益的选择。这个过程减少了制造金属零件所需的时间。

提高金属零件

此外,锻造通常为制造商提供了提高金属构件强度的机会。无论是锻造不锈钢锻件还是依靠铝锻件,制造商通过使用这一工艺可以提高某些项目的防漏性。它可以帮助加强一些产品的薄金属表面,减少泄漏的可能性。

达到严格的标准

最终,锻造使一些制造商能够提供在紧密公差范围内设计的金属部件。公司保持严格的质量控制标准证明了这一过程的好处。锻造前后金属内部的晶粒流动比较也可以证明是有启发性的!


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