Smiing er en prosessmetode som bruker smimaskiner for å påføre trykk på metallemner, noe som får dem til å gjennomgå plastisk deformasjon for å oppnå smiing med visse mekaniske egenskaper, former og størrelser. Det er en av de to hovedkomponentene i smiing (smiing og stempling). Smiing kan eliminere defekter som støpeporøsitet i smelteprosessen av metaller, optimere mikrostrukturen, og på grunn av bevaring av komplette metallstrømningslinjer er de mekaniske egenskapene til smiing generelt bedre enn de til støpegods av samme materiale. Viktige deler i relaterte maskiner med høy belastning og harde arbeidsforhold, bortsett fra enkle former som kan rulles inn i plater, profiler eller sveisede deler, er for det meste laget av smiing.
Deformasjonstemperaturen til smimaterialer
Startrekrystalliseringstemperaturen til stål er delt med 800 ℃, med varmsmiing som forekommer over 800 ℃; Smiing mellom 300 og 800 ℃ kalles varm smiing eller halvvarm smiing, og smiing ved romtemperatur kalles kald smiing. Smiing som brukes i de fleste bransjer er varmsmiing, mens varm og kald smiing hovedsakelig brukes til smiing av deler som biler og generelle maskiner. Varm og kald smiing kan effektivt spare materialer.
Kategorien smiing
I henhold til smitemperaturen kan den deles inn i varm smiing, varm smiing og kald smiing.
I henhold til formingsmekanismen kan smiing deles inn i fri smiing, formsmiing, ringrulling og spesiell smiing.
1. Gratis smiing. Behandlingsmetoden for smiing refererer til bruken av enkle universelle verktøy eller direkte påføring av ytre krefter mellom øvre og nedre ambolter av smiutstyr for å deformere emnet og oppnå den nødvendige geometriske formen og indre kvaliteten. Smiing produsert etter frismimetoden kalles frismiing. Frismiing produserer hovedsakelig små partier med smiing, ved å bruke smiutstyr som hammere og hydrauliske presser for å forme og behandle emnene og skaffe kvalifisert smiing. De grunnleggende prosessene for fri smiing inkluderer støt, forlengelse, stansing, skjæring, bøying, vridning, forskyvning og smiing. Gratis smiing bruker varmesmiingsmetoden.
2. Die smiing. Formsmiing kan deles inn i smiing med åpen form og smiing med lukket form. Metallblokker dannes ved kompresjonsdeformasjon i smidysekammeret med en viss form for å oppnå smiing. Formsmiing brukes vanligvis til å produsere deler med små vekter og store batchstørrelser.
Smiing kan deles inn i varm smiing, varm smiing og kald smiing. Varmsmiing og kaldsmiing er de fremtidige utviklingsretningene for formsmiing og representerer også nivået på smiteknologi. I henhold til materialklassifisering kan smiing også deles inn i smiing av svart metall, smiing av ikke-jernholdige metaller og forming av pulverprodukter. Som navnet antyder, er materialene svarte metaller som karbonstål, ikke-jernholdige metaller som kobber og aluminium, og pulvermetallurgiske materialer. Ekstrudering bør tilhøre formsmiing og kan deles inn i tungmetallekstrudering og lettmetallekstrudering. Det skal bemerkes at emnet ikke kan begrenses fullstendig. Derfor er det nødvendig å strengt kontrollere volumet av emnet, kontrollere den relative posisjonen til smiformen og måle smiingene, og forsøke å redusere slitasjen på smiformen.
3. Slipering. Ringrulling refererer til produksjon av sirkulære deler med forskjellige diametre ved bruk av spesialutstyr som ringrullemaskiner, og brukes også til å produsere hjulformede deler som bilhjul og toghjul.
4. Spesialsmiing. Spesiell smiing inkluderer smiingsmetoder som rullesmiing, krysskilevalsing, radiell smiing og flytende smiing, som alle er mer egnet for å produsere visse spesialformede deler.
For eksempel kan rullesmiing tjene som en effektiv forformingsprosess, som reduserer det påfølgende formingstrykket betydelig; Cross wedge rolling kan produsere deler som stålkuler og overføringsaksler; Radiell smiing kan produsere store smiinger som pistolløp og trinnskaft.
smi dø
I henhold til bevegelsesmodusen til smimatrisen, kan smiing deles inn i svingsmiing, svingrotasjonssmiing, rullesmiing, krysskilerulling, ringrulling og skrårulling. Roterende smiing, roterende smiing og presisjonssmiing kan også brukes til 400MN (40 000 tonn) heavy-duty luftfartssmiing hydraulisk pressring i Kina. For å forbedre utnyttelsesgraden av materialer kan rullesmiing og kryssvalsing brukes som de foregående prosessene for bearbeiding av slanke materialer. Roterende smiing er, i likhet med frismiing, også lokalt utformet, og fordelen er at den kan formes selv under mindre smikrefter sammenlignet med størrelsen på smiingen. Denne smimetoden, inkludert fri smiing, innebærer utvidelse av materialer fra nærhet av formoverflaten til den frie overflaten under bearbeiding, noe som gjør det vanskelig å sikre nøyaktighet. Derfor, ved å kontrollere bevegelsesretningen til smiformen og den roterende smiingsprosessen med en datamaskin, kan kompleksformede og høypresisjonsprodukter oppnås med lavere smikraft, for eksempel å produsere smiing med flere varianter og store størrelser av dampturbinblader .
Formbevegelsen og frihetsgradene til smiutstyr er inkonsekvente. I henhold til egenskapene til deformasjonsbegrensninger ved nedre dødpunkt, kan smiutstyr deles inn i følgende fire former:
1. Begrenset smikraftform: en hydraulisk presse som direkte driver glideren med oljetrykk.
2. Kvasislagsgrensemetode: en hydraulisk presse som driver sveivvevstangmekanismen ved hjelp av hydraulisk trykk.
3. Slagbegrensningsmetode: en mekanisk presse med sveiv, koblingsstang og kilemekanisme som driver glideren.
4. Energibegrensningsmetode: Bruk spiralmekanismen til skruen og friksjonspressen. For å oppnå høy nøyaktighet under varmtesting av kraftige flysmiing hydrauliske presser, bør man være oppmerksom på å forhindre overbelastning ved nedre dødpunkt, kontrollere hastighet og formposisjon. Fordi disse vil ha innvirkning på toleransen, formnøyaktigheten og levetiden til smiing. I tillegg, for å opprettholde nøyaktigheten, bør man også være oppmerksom på å justere klaringen mellom glideføringsskinnene, sikre stivhet, justere nedre dødpunkt og bruke hjelpetransmisjonsenheter.
Smidd glider
Smiingsglidere kan deles inn i vertikale og horisontale bevegelser (brukes til å smi slanke deler, smøring, kjøling og smiing av høyhastighets produksjonsdeler), og kompensasjonsanordninger kan brukes til å øke bevegelsen i andre retninger. Metodene ovenfor er forskjellige, og smikraften, prosessen, materialutnyttelsesgraden, ytelsen, dimensjonstoleransen og smøre- og kjølemetoden som kreves for å smi det store skiveproduktet er alle forskjellige. Disse faktorene er også faktorer som påvirker automatiseringsnivået.Materialer brukt til smiing
De viktigste materialene som brukes til smiing er karbonstål og legert stål med forskjellige sammensetninger, etterfulgt av aluminium, magnesium, kobber, titan og deres legeringer. Den opprinnelige tilstanden til materialer inkluderer stenger, blokker, metallpulver og flytende metaller. Forholdet mellom tverrsnittsarealet til et metall før deformasjon og tverrsnittsarealet etter deformasjon kalles smiforholdet. Riktig valg av smiingsforhold, rimelig oppvarmingstemperatur og isolasjonstid, rimelige innledende og endelige smitemperaturer, rimelig deformasjonsmengde og deformasjonshastighet er nært knyttet til å forbedre produktkvaliteten og redusere kostnadene. Vanligvis bruker små og mellomstore smidninger runde eller firkantede stenger som emner. Kornstrukturen og de mekaniske egenskapene til stangmaterialet er jevn og god, med nøyaktig form og størrelse, god overflatekvalitet og lettorganisert masseproduksjon. Så lenge oppvarmingstemperaturen og deformasjonsforholdene er rimelig kontrollert, kan smiing med høy ytelse smi uten vesentlig smideformasjon. Ingots brukes kun til store smidninger. Barren er en støpt struktur med store søylekrystaller og et løst senter. Derfor er det nødvendig å bryte de søyleformede krystallene til fine korn gjennom stor plastisk deformasjon og komprimere dem løst for å oppnå metallstruktur og mekaniske egenskaper. Pulvermetallurgiske preformer laget ved pressing og brenning kan smides til pulversmiing uten grader i varm tilstand. Tettheten til smipulver er nær den for generell formsmiing, med gode mekaniske egenskaper og høy nøyaktighet, noe som kan redusere påfølgende skjærebehandling. Den indre strukturen til pulversmiing er ensartet uten segregering og kan brukes til å produsere små tannhjul og andre arbeidsstykker. Imidlertid er prisen på pulver mye høyere enn for vanlige barer, og bruken av det i produksjonen er underlagt visse begrensninger. Påføring av statisk trykk på det flytende metallet som helles inn i formhulrommet, som størkner, krystalliserer, flyter, gjennomgår plastisk deformasjon og dannes under trykk, kan oppnå den nødvendige formen og ytelsen til formsmiingen. Flytende metallsmiing er en formingsmetode som ligger mellom pressstøping og smiing, spesielt egnet for komplekse tynnveggede deler som er vanskelige å forme i generell smiing. I tillegg til vanlige materialer som karbonstål og legert stål med forskjellige sammensetninger, etterfulgt av aluminium, magnesium, kobber, titan og deres legeringer, deformasjonslegeringer av jernbaserte høytemperaturlegeringer, nikkelbaserte høytemperaturlegeringer, og koboltbaserte høytemperaturlegeringer kompletteres også ved smiing eller valsing. Imidlertid har disse legeringene relativt smale plastsoner, så vanskeligheten med å smi er relativt høy. Ulike materialer har strenge krav til oppvarmingstemperatur, åpningssmitemperatur og endelig smitemperatur.
Smiprosessflyt
Ulike smimetoder har forskjellige prosesser, hvorav den varme smiingsprosessen er den lengste, og den generelle rekkefølgen er: smiing av emneskjæring; Smiing billet oppvarming; Rull smiing blank forberedelse; forming forming; Skjærende kanter; Punching; Korreksjon; Mellomliggende inspeksjon, kontroll av dimensjoner og overflatedefekter av smiing; Varmebehandling av smiing for å eliminere smiingsspenning og forbedre metallskjæreytelsen; Rengjøring, hovedsakelig for å fjerne overflateoksidskala; Korreksjon; Inspeksjon: Vanligvis må smijern gjennomgå utseende- og hardhetsinspeksjon, mens viktige smidninger også må gjennomgå kjemisk sammensetningsanalyse, mekaniske egenskaper, gjenværende stresstesting og ikke-destruktiv testing.
Kjennetegn ved smiing
Sammenlignet med støpegods kan metall forbedre sin mikrostruktur og mekaniske egenskaper etter smibehandling. Etter varmbearbeiding og deformasjon ved smimetoden, forvandles støpestrukturen fra grove dendritter og søylekorn til likeaksede omkrystalliserte strukturer med finere og jevne størrelser på grunn av deformasjonen og rekrystalliseringen av metallet. Dette forårsaker den opprinnelige segregeringen, porøsiteten, porøsiteten, slagginklusjonen og annen komprimering og sveising i stålblokken, noe som gjør strukturen mer kompakt og forbedrer plastisiteten og de mekaniske egenskapene til metallet. De mekaniske egenskapene til støpegods er lavere enn for smiing av samme materiale. I tillegg kan smibehandling sikre kontinuiteten til metallfiberstrukturen, og holde fiberstrukturen til smiingen i samsvar med formen på smiingen. Metallstrømningslinjen er komplett, noe som kan sikre at delene har gode mekaniske egenskaper og lang levetid. Smiing produsert ved presisjonssmiing, kald ekstrudering, varm ekstrudering og andre prosesser er uforlignelige med støpegods. Smiing er gjenstander som er formet av plastisk deformasjon for å møte den nødvendige formen eller passende kompresjonskraft når metall utsettes for trykk. Denne kraften oppnås vanligvis ved bruk av en hammer eller trykk. Smiingsprosessen bygger utsøkte partikkelstrukturer og forbedrer metallets fysiske egenskaper. Ved praktisk bruk av komponenter kan en korrekt utforming sikre at partikkelstrømmen er i retning av hovedtrykket. Støpegods er metallformede gjenstander oppnådd ved forskjellige støpemetoder, det vil si at smeltet flytende metall injiseres i forhåndsforberedte former gjennom helle-, injeksjons-, suge- eller andre støpemetoder, avkjøles og deretter utsettes for sandfjerning, rengjøring og posting. -behandling for å oppnå gjenstander med en viss form, størrelse og ytelse.
Analyse av sminivå
Den kinesiske smiindustrien har utviklet seg på grunnlag av å introdusere, fordøye og absorbere utenlandsk teknologi. Etter flere år med teknologisk utvikling og transformasjon har det tekniske nivået til bedrifter i bransjen blitt kraftig forbedret, inkludert prosessdesign, smiteknologi, varmebehandlingsteknologi, maskineringsteknologi, produkttesting og andre aspekter.
(1) Avanserte produsenter innen prosessdesign bruker generelt datasimuleringsteknologi for varm prosessering, datastøttet prosessdesign og virtuell teknologi, noe som forbedrer nivået på prosessdesign og produktproduksjonsevner. Introduser og bruk simuleringsprogrammer som DATAFOR, GEMARC/AUTOFORGE, DEFORM, LARSTRAN/SHAPE og THERMOCAL for å oppnå prosesskontroll av datamaskindesign og termisk prosessering.
(2) De fleste hydrauliske presser med smiteknologi på 40MN og over er utstyrt med 100-400t. m hovedsmiing operatører og 20-40t. m hjelpeoperatører. Et betydelig antall operatører bruker datamaskinkontroll for å oppnå omfattende kontroll over smiprosessen, slik at smiingsnøyaktigheten kan kontrolleres innenfor ± 3 mm. Online måling av smiing bruker måleenheter for laserstørrelse.
(3) Fokus for varmebehandlingsteknologi er å forbedre produktkvaliteten, forbedre varmebehandlingseffektiviteten, spare energi og beskytte miljøet. Hvis oppvarmingsprosessen til varmeovnen og varmebehandlingsovnen styres av en datamaskin, kan brenneren kontrolleres for å oppnå automatisk justering av forbrenning, ovnstemperatur, automatisk tenning og oppvarmingsparameterstyring; Spillvarmeutnyttelse, varmebehandlingsovner utstyrt med regenerative forbrenningskamre, etc; Ved å bruke polymer bråkjøleoljetanker med lav forurensningskapasitet og effektiv kjølekontroll, erstatter ulike vannbaserte bråkjølemedier gradvis tradisjonell herdeolje.
(4) Andelen CNC-maskinverktøy i maskineringsteknologiindustrien øker gradvis. Noen foretak i industrien har maskineringssentre og er utstyrt med proprietære maskineringsmaskiner i henhold til forskjellige typer produkter, for eksempel femkoordinat maskineringssentre, bladmaskinmaskiner, valsemøller, rulledreiebenker, etc.
(5) Kvalitetssikringstiltak: Noen innenlandske bedrifter har utstyrt seg med de nyeste deteksjonsinstrumentene og testteknologiene, moderne automatiserte ultralydtestsystemer med datastyrt databehandling og forskjellige spesialiserte automatiske ultralydtestsystemer for å fullføre sertifiseringen av ulike kvalitetssystemer. Nøkkelproduksjonsteknologien til høyhastighets smiing av tunge gir har blitt kontinuerlig overvunnet, og på dette grunnlaget har industriell produksjon blitt oppnådd. Basert på introduksjon av avansert produksjonsteknologi og nøkkelutstyr fra utlandet, har Kina vært i stand til å designe og produsere produksjonsutstyr for høyhastighets og kraftig smiing av gir på egenhånd. Dette utstyret har nærmet seg det internasjonale avanserte nivået, og forbedringen av teknologi og utstyrsnivå har effektivt fremmet utviklingen av den innenlandske smiindustrien.
Viktigheten av å smi
Smiproduksjon er en av hovedprosesseringsmetodene for å tilveiebringe emner for mekaniske deler i den mekaniske produksjonsindustrien. Ved å smi kan ikke bare formen til mekaniske deler oppnås, men også den indre strukturen til metallet kan forbedres, og de mekaniske og fysiske egenskapene til metallet kan forbedres. Vanligvis produseres viktige mekaniske deler med høy belastning og krav ved bruk av smiproduksjonsmetoder. Viktige komponenter som turbingeneratoraksler, rotorer, impellere, blader, holderringer, store hydrauliske pressesøyler, høytrykkssylindere, stålvalseverk, veivaksler for forbrenningsmotorer, koblingsstenger, gir, lagre og artilleri i det nasjonale forsvaret industrien er alle produsert gjennom smiing. [7] Derfor er smiproduksjon mye brukt i industrier som metallurgi, gruvedrift, biler, traktorer, høstemaskiner, petroleum, kjemisk industri, luftfart, romfart, våpen osv. Selv i dagliglivet spiller smiproduksjon også en viktig rolle . På en måte reflekterer den årlige produksjonen av smiing, andelen smid av den totale produksjonen av smiing, samt størrelsen og eierskapet til smiutstyr, til en viss grad det industrielle nivået i et land.
