Liešanas un kalšanas process
Metālapstrādē liešana ir process, kurā šķidrs metāls tiek nogādāts veidnē (parasti ar tīģeli), kas satur paredzētās formas negatīvu iespaidu (ti, trīsdimensiju negatīvu attēlu).Metāls tiek ielejams veidnē caur dobu kanālu, ko sauc par spru.Pēc tam metālu un veidni atdzesē, un metāla daļu (lējumu) iegūst.Lējumu visbiežāk izmanto sarežģītu formu veidošanai, kuras būtu grūti vai neekonomiski izgatavot ar citām metodēm.
Liešanas procesi ir zināmi jau tūkstošiem gadu, un tie ir plaši izmantoti tēlniecībā (īpaši bronzā), dārgmetālu rotaslietās, kā arī ieročos un instrumentos.Augsti izstrādāti lējumi ir atrodami 90 procentos ilglietojuma preču, tostarp automašīnās, kravas automašīnās, kosmosa iekārtās, vilcienos, kalnrūpniecības un celtniecības iekārtās, naftas urbumos, iekārtās, caurulēs, hidrantos, vēja turbīnās, atomelektrostacijās, medicīnas ierīcēs, aizsardzības produktos, rotaļlietās un vairāk.
Tradicionālās metodes ietver zaudētā vaska liešanu (ko var sīkāk iedalīt centrbēdzes liešanā un vakuuma palīgliešanā), ģipša veidņu liešanu un smilšu liešanu.
Mūsdienu liešanas process ir iedalīts divās galvenajās kategorijās: izlietojama un neiztērējama liešana.To tālāk sadala veidnes materiāls, piemēram, smiltis vai metāls, un liešanas metode, piemēram, gravitācija, vakuums vai zems spiediens.
Kalšana ir ražošanas process, kas ietver metāla formēšanu, izmantojot lokalizētus spiedes spēkus.Sitieni tiek piegādāti ar āmuru (bieži vien jaudas āmuru) vai matricu.Kalšanu bieži klasificē pēc temperatūras, kurā tā tiek veikta: aukstā kalšana (aukstās apstrādes veids), siltā kalšana vai karstā kalšana (karstās apstrādes veids).Pēdējiem diviem metālu karsē, parasti smēdē.Kalto detaļu svars var būt no mazāk nekā kilograma līdz simtiem tonnu. Kalšanu ir veikuši kalēji tūkstošiem gadu;Tradicionālie izstrādājumi bija virtuves piederumi, aparatūra, rokas instrumenti, griezīgi ieroči, šķīvji un juvelierizstrādājumi.Kopš industriālās revolūcijas kaltas detaļas tiek plaši izmantotas mehānismos un iekārtās visur, kur komponentam nepieciešama augsta izturība;šādiem kalumiem parasti nepieciešama turpmāka apstrāde (piemēram, mehāniskā apstrāde), lai iegūtu gandrīz gatavu detaļu.Mūsdienās kalšana ir nozīmīga pasaules mēroga nozare
Izlietojamu veidņu liešana ir vispārīga klasifikācija, kas ietver smilšu, plastmasas, apvalka, ģipša un ieguldījumu (pazaudētā vaska tehnika) līstes.Šī veidņu liešanas metode ietver pagaidu, atkārtoti neizmantojamu veidņu izmantošanu.
Smilšu liešana
Smilšu liešana ir viens no populārākajiem un vienkāršākajiem liešanas veidiem, un to izmanto jau gadsimtiem ilgi.Smilšu liešana ļauj veikt mazākas partijas nekā pastāvīgā liešana veidnēs un par ļoti saprātīgām izmaksām.Šī metode ne tikai ļauj ražotājiem radīt produktus par zemām izmaksām, bet arī smilšu liešanai ir arī citas priekšrocības, piemēram, ļoti maza izmēra darbības.Process ļauj iegūt pietiekami mazus lējumus, kas iederas plaukstā, līdz tiem, kas ir pietiekami lieli tikai vilcienu gultām (viens lējums var izveidot visu gultu vienam dzelzceļa vagonam).Smilšu liešana arī ļauj liet lielāko daļu metālu atkarībā no veidnēm izmantotās smilšu veida.
Smilšu liešanai ir vajadzīgs dienu vai pat nedēļu sagatavošanās laiks, lai ražotu ar lielu izlaides ātrumu (1–20 gabali stundā veidnē), un tas ir nepārspējams lielu daļu ražošanā.Zaļajām (mitrām) smiltīm, kurām ir melna krāsa, gandrīz nav daļēja svara ierobežojuma, turpretim sausām smiltīm praktiski pieļaujamās daļas masas ierobežojums ir 2300–2700 kg (5100–6000 mārciņas).Minimālais daļas svars svārstās no 0,075–0,1 kg (0,17–0,22 mārciņas).Smiltis tiek savienotas, izmantojot mālus, ķīmiskās saistvielas vai polimerizētas eļļas (piemēram, motoreļļu).Lielākajā daļā darbību smiltis var pārstrādāt daudzas reizes, un tām ir nepieciešama neliela apkope.
Māla formēšana
Mālsmilts ir izmantots lielu simetrisku priekšmetu, piemēram, lielgabalu un baznīcas zvanu, ražošanai.Māls ir māla un smilšu maisījums ar salmiem vai mēsliem.Izgatavotās produkcijas modelis tiek veidots irdenā materiālā (kafā).Pelējums veidojas ap šo skapi, pārklājot to ar smilšmālu.Pēc tam to cep (apdedzina) un noņem trauku.Pēc tam veidni nostāda vertikāli bedrē krāsns priekšā, lai ielej metālu.Pēc tam veidni nolauž.Tādējādi veidnes var izmantot tikai vienu reizi, tāpēc lielākajai daļai mērķu dod priekšroku citām metodēm.
Ģipša veidņu liešana
Ģipša liešana ir līdzīga smilšu liešanai, izņemot to, ka smilšu vietā kā veidņu materiāls tiek izmantots Parīzes apmetums.Parasti veidlapas sagatavošana aizņem mazāk nekā nedēļu, pēc tam tiek sasniegts ražošanas ātrums 1–10 vienības stundā veidnē, un izstrādājumi ir 45 kg (99 mārciņas) un 30 g (1 unce) sver. ar ļoti labu virsmas apdari un tuvām pielaidēm.[5]Ģipša liešana ir lēta alternatīva citiem sarežģītu detaļu liešanas procesiem, pateicoties ģipša zemajām izmaksām un spējai ražot gandrīz neto formas lējumus.Lielākais trūkums ir tas, ka to var izmantot tikai ar zemu kušanas temperatūru krāsainiem materiāliem, piemēram, alumīniju, varu, magniju un cinku.
Apvalku formēšana
Korpusu liešana ir līdzīga smilšu liešanai, bet formēšanas dobumu veido sacietējis smilšu "čaula", nevis ar smiltīm pildīta kolba.Izmantotās smiltis ir smalkākas par smilšu liešanas smiltīm, un tās ir sajauktas ar sveķiem, lai tās varētu karsēt ar rakstu un sacietēt, veidojot apvalku ap rakstu.Sveķu un smalkāku smilšu dēļ tas nodrošina daudz smalkāku virsmas apdari.Process ir viegli automatizēts un precīzāks nekā smilšu liešana.Parasti lietie metāli ir čuguns, alumīnijs, magnijs un vara sakausējumi.Šis process ir ideāli piemērots sarežģītiem maziem un vidējiem priekšmetiem.
Investīciju liešana
Ieguldījumu liešana (mākslā pazīstama kā zaudētā vaska liešana) ir process, kas tiek praktizēts tūkstošiem gadu, un vaska pazušanas process ir viens no vecākajiem zināmajiem metāla formēšanas paņēmieniem.Kopš pirms 5000 gadiem, kad bišu vasks veidoja modeli, līdz mūsdienu augsto tehnoloģiju vaskiem, ugunsizturīgiem materiāliem un speciāliem sakausējumiem, lējumi nodrošina augstas kvalitātes komponentu ražošanu ar tādām galvenajām priekšrocībām kā precizitāte, atkārtojamība, daudzpusība un integritāte.
Ieguldījumu liešanas nosaukums ir cēlies no tā, ka raksts ir ievietots vai ieskauts ar ugunsizturīgu materiālu.Vaska rakstiem ir nepieciešama īpaša piesardzība, jo tie nav pietiekami izturīgi, lai izturētu spēkus, kas rodas veidņu izgatavošanas laikā.Viena no ieguldījumu liešanas priekšrocībām ir tā, ka vasku var izmantot atkārtoti.
Process ir piemērots atkārtotai neto formas komponentu ražošanai no dažādiem metāliem un augstas veiktspējas sakausējumiem.Lai gan to parasti izmanto maziem lējumiem, šis process ir izmantots, lai ražotu pilnīgus gaisa kuģu durvju rāmjus ar tērauda lējumiem līdz 300 kg un alumīnija lējumiem līdz 30 kg.Salīdzinot ar citiem liešanas procesiem, piemēram, liešanu vai smilšu liešanu, tas var būt dārgs process.Tomēr komponentiem, kurus var ražot, izmantojot ieguldījumu liešanu, var būt sarežģītas kontūras, un vairumā gadījumu komponenti ir izlieti tuvu tīkla formai, tāpēc pēc atliešanas ir nepieciešama neliela vai nav nepieciešama pārstrāde.
Kalšana var radīt gabalu, kas ir stiprāks par līdzvērtīgu liešanas vai mehāniski apstrādātu daļu.Tā kā metāls tiek veidots kalšanas procesā, tā iekšējā graudu tekstūra deformējas, lai sekotu detaļas vispārējai formai.Rezultātā faktūras izmaiņas ir nepārtrauktas visā daļā, radot gabalu ar uzlabotām stiprības īpašībām. Turklāt kalumi var sasniegt zemākas kopējās izmaksas nekā liešana vai izgatavošana.Ņemot vērā visas izmaksas, kas rodas produkta dzīves ciklā no iepirkuma līdz pārstrādes laikam, kā arī lūžņu izmaksas, dīkstāves un citus kvalitātes apsvērumus, kalumu ieguvumi ilgtermiņā var atsvērt īstermiņa izmaksu ietaupījumus. ko varētu piedāvāt lējumi vai izstrādājumi.
Daži metāli var būt kalti auksti, bet dzelzs un tērauds gandrīz vienmēr ir karsti kalti.Karstā kalšana novērš darba sacietēšanu, kas varētu rasties aukstās formēšanas rezultātā, kas palielinātu gabala sekundāro apstrādes operāciju veikšanas grūtības.Turklāt, lai gan dažos apstākļos var būt vēlama rūdīšana, citas gabala rūdīšanas metodes, piemēram, termiskā apstrāde, parasti ir ekonomiskākas un vairāk kontrolējamas.Sakausējumus, kas ir pakļauti cietināšanai ar nokrišņiem, piemēram, lielāko daļu alumīnija sakausējumu un titānu, var karsti kalt, kam seko sacietēšana.
Ražošanas kalšana ietver ievērojamus kapitāla izdevumus iekārtām, instrumentiem, iekārtām un personālam.Karstās kalšanas gadījumā lietņu vai sagatavju sildīšanai ir nepieciešama augstas temperatūras krāsns (dažreiz saukta arī par kalumu).Ņemot vērā masīvo kalšanas āmuru un prešu izmēru un to detaļu izmērus, kā arī briesmas, kas raksturīgas darbam ar karstu metālu, operācijas veikšanai bieži ir nepieciešama īpaša ēka.Kalšanas operāciju gadījumā ir jāparedz pasākumi, lai absorbētu āmura radīto triecienu un vibrāciju.Lielākajā daļā kalšanas operāciju tiek izmantotas metāla formēšanas presformas, kurām jābūt precīzi apstrādātām un rūpīgi termiski apstrādātām, lai pareizi veidotu sagatavi, kā arī izturētu milzīgos spēkus.
Liešanas daļas ar
CNC apstrādes process
GGG40 čuguns
CNC apstrādes detaļas
GS52 liešanas tērauds
apstrādes daļas
Apstrāde 35CrMo
sakausējuma kalšanas daļas
