Casting VS Forging

Υπάρχει μια ποικιλία διαδικασιών παραγωγής για την παραγωγή απροσαρμοσμένο μεταλλικό μέρος. Το καθένα έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Μερικοί από τους σημαντικούς παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή μιας διαδικασίας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
- Ποσότητα υλικού που απαιτείται
- Σχεδιασμός του μεταλλικού τμήματος
- Απαιτούμενες ανοχές
- Προδιαγραφές μετάλλου
- Απαιτείται φινίρισμα επιφάνειας
- Κόστος εργαλείων
- Οικονομικά της μηχανικής κατεργασίας έναντι του κόστους διεργασίας
- Απαιτήσεις παράδοσης

Χύσιμο
Η διαδικασία χύτευσης συνίσταται στην έκχυση ή έγχυση λιωμένου μετάλλου σε ένα καλούπι που περιέχει μια κοιλότητα με το επιθυμητό σχήμαχύτευση. Οι διαδικασίες χύτευσης μετάλλων μπορούν να ταξινομηθούν είτε ανάλογα με τον τύπο του καλουπιού είτε από την πίεση που χρησιμοποιείται για την πλήρωση του καλουπιού με υγρό μέταλλο. Εάν ανάλογα με τον τύπο του καλουπιού, η διαδικασία χύτευσης θα μπορούσε να ταξινομηθεί σε χύτευση με άμμο, χύτευση επένδυσης και χύτευση μετάλλων. ενώ εάν με την πίεση που χρησιμοποιείται για την πλήρωση του καλουπιού, η διαδικασία χύτευσης θα μπορούσε να χωριστεί σε χύτευση με βαρύτητα, χύτευση χαμηλής πίεσης και χύτευση υψηλής πίεσης.

Βασικές αρχές του Casting
Η χύτευση είναι μια διαδικασία στερεοποίησης. Επομένως, η μικροδομή μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια, όπως η δομή των κόκκων, οι μετασχηματισμοί φάσης και η κατακρήμνιση. Ωστόσο, ελαττώματα όπως το πορώδες συρρίκνωσης, οι ρωγμές και ο διαχωρισμός συνδέονται επίσης στενά με τη στερεοποίηση. Αυτά τα ελαττώματα μπορεί να οδηγήσουν σε χαμηλότερες μηχανικές ιδιότητες. Συχνά απαιτείται μια επακόλουθη θερμική επεξεργασία για τη μείωση των υπολειμματικών τάσεων και τη βελτιστοποίηση των μηχανικών ιδιοτήτων.

Πλεονεκτήματα του Casting:
- Τα μεγάλα και πολύπλοκα προϊόντα χύτευσης μετάλλων είναι εύκολα.
- Υψηλός ρυθμός παραγωγής, ειδικά με αυτόματη γραμμή χύτευσης.
- Η ευελιξία σχεδιασμού είναι διαθέσιμη και πιο κατάλληλη.
- Διάφορα διαθέσιμα μέταλλα: γκρίζος σίδηρος, όλκιμος σίδηρος, ανθρακούχο χάλυβας, κράμα χάλυβα,ανοξείδωτο χάλυβα, κράμα αλουμινίου, ορείχαλκος, μπρούτζος και κράμα ψευδάργυρου.

Μειονεκτήματα του Casting:
- Ελαττώματα στο εσωτερικό των χυτών
- Συρρίκνωση πορώδους
- Μεταλλικές προβολές
- Ρωγμές, ζεστό σκίσιμο, κρύο κλείσιμο
- Γύρους, οξείδια
- Misruns, ανεπαρκής όγκος
- εγκλείσματα
- Απαιτεί στενό έλεγχο και επιθεωρήσεις της διαδικασίας (μπορεί να προκύψει πορώδες)
Σφυρηλάτηση
Η σφυρηλάτηση είναι μια διαδικασία κατασκευής όπου το μέταλλο διαμορφώνεται με πλαστική παραμόρφωση υπό μεγάλη πίεση σε μέρη υψηλής αντοχής. Σύμφωνα με το εάν χρησιμοποιείται το καλούπι σφυρηλάτησης, η διαδικασία σφυρηλάτησης χωρίζεται σε σφυρηλάτηση ανοιχτής μήτρας και σφυρηλάτηση κλειστού καλουπιού. Αλλά εάν από τη θερμοκρασία του σφυρηλατημένου μετάλλου και του κράματος πριν από τη σφυρηλάτηση, η διαδικασία σφυρηλάτησης θα μπορούσε να χωριστεί σε ψυχρή σφυρηλάτηση, θερμή σφυρηλάτηση και θερμή σφυρηλάτηση.

Βασικές αρχές σφυρηλάτησης
Η σφυρηλάτηση ή η ψυχρή διαμόρφωση είναι διαδικασίες διαμόρφωσης μετάλλων. Δεν υπάρχει τήξη και συνακόλουθη στερεοποίηση. Η πλαστική παραμόρφωση προκαλεί αύξηση του αριθμού των εξαρθρώσεων με αποτέλεσμα υψηλότερη κατάσταση εσωτερικής καταπόνησης. Πράγματι, η σκλήρυνση των παραμορφώσεων αποδίδεται στην αλληλεπίδραση των εξαρθρώσεων με άλλα εξαρθρήματα και άλλα εμπόδια (όπως τα όρια των κόκκων). Ταυτόχρονα, το σχήμα των πρωτογενών κρυστάλλων (δενδρίτες) αλλάζει μετά την πλαστική επεξεργασία του μετάλλου.

Πλεονεκτήματα της σφυρηλάτησης:
- Καλές μηχανικές ιδιότητες (αντοχή διαρροής, ολκιμότητα, σκληρότητα)
- Αξιοπιστία (χρησιμοποιείται για κρίσιμα μέρη)
- Χωρίς επεξεργασία υγρού μετάλλου

Μειονεκτήματα της σφυρηλάτησης:
- Πέθανε απλήρωτος
- Πέθανε αποτυχία
- Περιορίζεται το σχήμα όταν απαιτούνται υποτομές ή τμήματα με πυρήνα
- Συνολικό κόστος συνήθως υψηλότερο από το casting
- Συχνά απαιτούνται πολλά βήματα

Μπορούμε να διακρίνουμε τη ζεστή από την ψυχρή εργασία. Η θερμή εργασία εκτελείται πάνω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης. κάτω από αυτό γίνεται η ψυχρή επεξεργασία. Στη θερμή εργασία, η σκλήρυνση και η παραμορφωμένη δομή των κόκκων εξαλείφονται πολύ γρήγορα με το σχηματισμό νέων κόκκων χωρίς παραμόρφωση ως αποτέλεσμα της ανακρυστάλλωσης. Η ταχεία διάχυση σε υψηλές θερμοκρασίες εργασίας βοηθά στην ομογενοποίηση του προμορφώματος. Το αρχικό πορώδες μπορεί επίσης να μειωθεί σημαντικά, τελικά να επουλωθεί πλήρως. Μεταλλουργικά φαινόμενα όπως η σκλήρυνση με παραμόρφωση και η ανακρυστάλλωση είναι σημαντικά επειδή αυτές οι αλλαγές στη δομή έχουν ως αποτέλεσμα αύξηση της ολκιμότητας και της σκληρότητας σε σχέση με την κατάσταση χύτευσης.

Ένα σημαντικό πράγμα που πρέπει να έχετε κατά νου είναι ότι η ποιότητα των υλικών και η θερμική επεξεργασία μπορεί να είναι πιο σημαντικός παράγοντας από τη διαφορά μεταξύ χύτευσης και σφυρηλάτησης σε ορισμένες περιπτώσεις.