Температурные условия обработки металлов, применение, преимущества и недостатки

Выделяют три вида температурных условий: холодную штамповку, горячую штамповку и теплую штамповку. Те или иные температурные воздействия по-разному оказывают влияние на характеристики изделий, а также на процесс изготовления.

Холодная штамповка характеризуется производством при комнатной температуре, что помогает более качественно обработать поверхность изделия, а также повышает его прочностные характеристики вследствие наклепа и более жестких допусков.Горячая штамповка. Как следует из названия, такая штамповка проходит при высоких температурах, обычно выше температуры рекристаллизации металла, за счет этого материал лучше деформируется, а производство более крупных и сложных форм облегчается.Теплая формовка соединяет в себе преимущества горячей и холодной формовок, так как процесс проходит в промежуточных температурных условиях.

Обработка металлов давлением. Применение

Процесс обработки металлов давлением заключается в силовом воздействии фильеры на металлическую заготовку с целью ее деформирования и создания желаемой формы. Универсальность такого процесса, а также возможность производства элементов сложных форм и точных размеров позволяют применять его во множестве сфер деятельности, рассмотрим некоторые из них более подробно.

Автомобилестроение

• Использование процессов формовки позволяет создавать в данной сфере различные кузовные панели, например, двери, крылья и капоты.
• С помощью обработки производят различные компоненты двигателя, например, шатуны, а также коленчатые и распределительные валы, которые играют значительную роль в передаче мощности и управления в двигателе.
• Холодная штамповка и экструзия позволяют создавать рычаги подвески, пружины подвески, а также стабилизаторы поперечной устойчивости, который влияет на уменьшение боковых кренов в поворотах.
• С применением процессов гибки и формовки труб в автомобилестроении производят элементы выхлопных систем, такие как выхлопные трубы и глушители.
• Чтобы произвести различные конструкционные элементы в виде направляющих шасси и усилителей для рам, производители применяют профилегибочные и гибочные станки.

Аэрокосмическая промышленность

• Методы экструзии и вытяжки часто применяют в производстве секций фюзеляжа самолета сложной формы.
• Роликовая формовка и гидроформовка позволяют создавать элементы крыла, например, такие как нервюры, лонжероны и обшивочные панели.
• Для создания компонентов двигателя – лопаток турбины, дисков компрессора и корпусов вентиляторов – применяют процессы ковки и горячей штамповки.
• Производство элементов шасси, таких как стойки, подкосы и оси, осуществляется с помощью холодной штамповки и гибки.
• Каркасы сидений, панели, кронштейны и другие внутренние элементы создаются благодаря глубокой вытяжке и штамповке.

Строительство

• Для производства конструкционной стали: балок колонн и швеллеров используют процесс прокатки.
• В строительстве процессы холодной штамповки, такие как вальцовка и гибка, применяют для производства элементов кровельных работ: кровельных панелей, а также отливов из металлического листа.
• Методы экструзии и волочения используются при производстве труб и трубок в отрасли сантехники, отопительных систем, вентиляции и кондиционирования воздуха.
• Для производства декоративных элементов в виде перил, различных фасадов и орнаментов используют методы штамповки и чеканки.
• Крепежные компоненты и фурнитура производятся с помощью методов холодной высадки и экструзии, таким образом производят винты, болты, анкеры, кронштейны и другие элементы.

Потребительские товары

• Глубокая вытяжка и волочение в этой сфере часто используются для производства различной кухонной утвари, например, для сковород, кастрюль, а также столовых приборов.
• Штамповка и формовка позволяют создавать детали бытовой техники, например, полки холодильников, панели духовых шкафов и барабаны стиральных машин.
• Чтобы создать корпуса в сфере электроники, например, для панелей управления, шкафов и электронных устройств, применяют методы гибки резки.
• В мебельной отрасли для создания таких мебельных элементов как рамы, кронштейны и ножки, применяют гибку и формовку труб.
• Для изготовления товаров в сфере спорта используют холодную ковку и экструзию – они позволяют создавать головки клюшек для гольфа, детали огнестрельного оружия, а также велосипедные рамы.

Преимущества металлообработки

Формовка металлических заготовок позволяет улучшить их механические свойства, делая их более прочными и пластичными, так как в процессе деформации происходит измельчение зерен, что также влияет и на улучшение ударной вязкости. Помимо этого, в сравнении с механической обработкой, в результате формовки образуется меньше отходов, а при крупносерийном производстве формовка отличается более высокой производительностью и экономичностью. Также формовка позволяет производить изделия различных форм и размеров, при этом не теряя высокого качества поверхности.

Недостатки формовки

К недостаткам формовки можно отнести довольно высокую стоимость оборудования на первоначальном этапе, а также некоторые ограничения по материалам, так как для некоторых видов формовки подходят не все металлы. В металлах могут возникать остаточные напряжения, которые необходимо будет снимать. Поимо этого методы формовки характеризуются достаточно сложным процессом управления и высокими затратами энергии.