Smeden is een verwerkingsmethode waarbij gebruik wordt gemaakt van smeedmachines om druk uit te oefenen op metalen knuppels, waardoor deze plastische vervorming ondergaan om smeedstukken te verkrijgen met bepaalde mechanische eigenschappen, vormen en afmetingen. Het is een van de twee belangrijkste componenten van smeden (smeden en stempelen). Smeden kan defecten zoals gietporositeit in het smeltproces van metalen elimineren, de microstructuur optimaliseren en, dankzij het behoud van volledige metaalstroomlijnen, zijn de mechanische eigenschappen van smeedstukken over het algemeen beter dan die van gietstukken van hetzelfde materiaal. Belangrijke onderdelen in aanverwante machines met hoge belastingen en zware werkomstandigheden, behalve eenvoudige vormen die tot platen, profielen of gelaste onderdelen kunnen worden gerold, zijn meestal gemaakt van smeedstukken.
De vervormingstemperatuur van smeedmaterialen
De startherkristallisatietemperatuur van staal wordt gedeeld door 800 ℃, waarbij heet smeden plaatsvindt boven 800 ℃; Smeden tussen 300 en 800 ℃ wordt warm smeden of semi-heet smeden genoemd, en smeden bij kamertemperatuur wordt koud smeden genoemd. Smeedstukken die in de meeste industrieën worden gebruikt, zijn heet smeden, terwijl warm en koud smeden voornamelijk wordt gebruikt voor het smeden van onderdelen zoals auto's en algemene machines. Warm en koud smeden kan effectief materialen besparen.
De categorie smeden
Afhankelijk van de smeedtemperatuur kan het worden onderverdeeld in heet smeden, warm smeden en koud smeden.
Volgens het vormmechanisme kan smeden worden onderverdeeld in vrij smeden, matrijssmeedwerk, ringwalsen en speciaal smeden.
1. Gratis smeden. De verwerkingsmethode van smeden verwijst naar het gebruik van eenvoudige universele gereedschappen of de directe toepassing van externe krachten tussen het bovenste en onderste aambeeld van smeedapparatuur om de knuppel te vervormen en de vereiste geometrische vorm en interne kwaliteit te verkrijgen. Smeedstukken geproduceerd met behulp van de vrije smeedmethode worden vrije smeedstukken genoemd. Bij vrij smeden worden voornamelijk kleine batches smeedstukken geproduceerd, waarbij gebruik wordt gemaakt van smeedapparatuur zoals hamers en hydraulische persen om de plano's te vormen en te verwerken en gekwalificeerde smeedstukken te verkrijgen. De basisprocessen van vrij smeden omvatten stuiken, verlengen, ponsen, snijden, buigen, draaien, verplaatsen en smeden. Gratis smeden maakt gebruik van de hete smeedmethode.
2. Matrijzen smeden. Het smeden van matrijzen kan worden onderverdeeld in smeden met open matrijzen en smeden met gesloten matrijzen. Metalen knuppels worden gevormd door compressievervorming in de smeedmatrijskamer met een bepaalde vorm om smeedstukken te verkrijgen. Matrijzensmeden wordt over het algemeen gebruikt om onderdelen met een klein gewicht en grote batchgroottes te produceren.
Het smeden van matrijzen kan worden onderverdeeld in heet smeden van matrijzen, warm smeden en koud smeden. Warm smeden en koud smeden zijn de toekomstige ontwikkelingsrichtingen van het smeden van matrijzen en vertegenwoordigen ook het niveau van de smeedtechnologie. Volgens de materiaalclassificatie kan het smeden van matrijzen ook worden onderverdeeld in het smeden van zwarte metalen matrijzen, het smeden van non-ferro metalen matrijzen en het vormen van poederproducten. Zoals de naam al doet vermoeden, zijn de materialen zwarte metalen zoals koolstofstaal, non-ferrometalen zoals koper en aluminium, en poedermetallurgische materialen. Extrusie moet tot het smeden van matrijzen behoren en kan worden onderverdeeld in extrusie van zware metalen en extrusie van lichte metalen. Opgemerkt moet worden dat de knuppel niet volledig kan worden beperkt. Daarom is het noodzakelijk om het volume van de knuppel strikt te controleren, de relatieve positie van de smeedmatrijs te controleren en de smeedstukken te meten, waarbij ernaar wordt gestreefd de slijtage van de smeedmatrijs te verminderen.
3. Slijpring. Ringwalsen verwijst naar de productie van ronde onderdelen met verschillende diameters met behulp van gespecialiseerde apparatuur zoals ringwalsmachines, en wordt ook gebruikt om wielvormige onderdelen te produceren, zoals autowielen en treinwielen.
4. Speciaal smeden. Speciaal smeden omvat smeedmethoden zoals walssmeden, kruiswigwalsen, radiaal smeden en smeden met vloeibare matrijzen, die allemaal geschikter zijn voor het produceren van bepaalde speciaal gevormde onderdelen.
Rolsmeden kan bijvoorbeeld dienen als een effectief voorvormproces, waardoor de daaropvolgende vormdruk aanzienlijk wordt verminderd; Dwarswigwalsen kan onderdelen produceren zoals stalen kogels en transmissieassen; Radiaal smeden kan grote smeedstukken produceren, zoals geweerlopen en trapschachten.
het smeden van matrijzen
Afhankelijk van de bewegingsmodus van de smeedmatrijs kan het smeden worden onderverdeeld in zwaaiend smeden, draaiend roterend smeden, rolsmeden, kruiswigrollen, ringrollen en schuin rollen. Roterend smeden, roterend smeden en precisiesmeedwerk kunnen ook worden gebruikt voor de 400MN (40.000 ton) zware hydraulische persring voor luchtvaartsmeedwerk in China. Om de benuttingsgraad van materialen te verbeteren, kunnen walssmeden en kruiswalsen worden gebruikt als voorafgaande processen voor het verwerken van dunne materialen. Roterend smeden wordt, net als vrij smeden, ook lokaal gevormd, en het voordeel is dat het zelfs onder kleinere smeedkrachten kan worden gevormd in vergelijking met de grootte van het smeedwerk. Deze smeedmethode, inclusief vrij smeden, omvat de uitzetting van materialen uit de omgeving van het matrijsoppervlak naar het vrije oppervlak tijdens de verwerking, waardoor het moeilijk wordt om nauwkeurigheid te garanderen. Door de bewegingsrichting van de smeedmatrijs en het roterende smeedproces met een computer te regelen, kunnen complex gevormde en zeer nauwkeurige producten worden verkregen met een lagere smeedkracht, zoals het produceren van smeedstukken met meerdere variëteiten en grote maten stoomturbinebladen .
De beweging van de mal en de vrijheidsgraden van smeedapparatuur zijn inconsistent. Volgens de kenmerken van vervormingsbeperkingen in het onderste dode punt, kan smeedapparatuur worden onderverdeeld in de volgende vier vormen:
1. Vorm met beperkte smeedkracht: een hydraulische pers die de schuif direct met oliedruk aandrijft.
2. Quasi-slagbegrenzingsmethode: een hydraulische pers die het krukdrijfstangmechanisme aandrijft door hydraulische druk.
3. Slagbegrenzingsmethode: een mechanische pers met een kruk, drijfstang en wigmechanisme dat de schuif aandrijft.
4. Methode voor energiebeperking: gebruik het spiraalmechanisme van de schroef- en wrijvingspers. Om een hoge nauwkeurigheid te bereiken tijdens het testen van zware hydraulische smeedpersen in de luchtvaart, moet aandacht worden besteed aan het voorkomen van overbelasting in het onderste dode punt, het beheersen van de snelheid en de matrijspositie. Omdat deze een impact zullen hebben op de tolerantie, vormnauwkeurigheid en levensduur van smeedstukken. Om de nauwkeurigheid te behouden, moet bovendien aandacht worden besteed aan het aanpassen van de speling tussen de schuifgeleiderails, het garanderen van stijfheid, het aanpassen van het onderste dode punt en het gebruik van hulptransmissieapparaten.
Gesmede schuifregelaar
Smeedschuifregelaars kunnen worden onderverdeeld in verticale en horizontale bewegingen (gebruikt voor het smeden van slanke onderdelen, smering, koeling en het smeden van productieonderdelen met hoge snelheid), en compensatieapparaten kunnen worden gebruikt om de beweging in andere richtingen te vergroten. De bovenstaande methoden zijn verschillend, en de smeedkracht, het proces, de materiaalbenuttingsgraad, de output, de maattolerantie en de smerings- en koelmethode die nodig zijn om met succes het grote schijfvormige product te smeden, zijn allemaal verschillend. Deze factoren zijn ook factoren die van invloed zijn op het automatiseringsniveau.Materialen die worden gebruikt voor het smeden
De belangrijkste materialen die voor het smeden worden gebruikt, zijn koolstofstaal en gelegeerd staal met verschillende samenstellingen, gevolgd door aluminium, magnesium, koper, titanium en hun legeringen. De oorspronkelijke staat van materialen omvat staven, blokken, metaalpoeders en vloeibare metalen. De verhouding tussen het dwarsdoorsnedeoppervlak van een metaal vóór vervorming en het dwarsdoorsnedeoppervlak na vervorming wordt de smeedverhouding genoemd. De juiste selectie van de smeedverhouding, redelijke verwarmingstemperatuur en isolatietijd, redelijke begin- en eindsmeedtemperaturen, redelijke vervormingshoeveelheid en vervormingssnelheid hangen nauw samen met het verbeteren van de productkwaliteit en het verlagen van de kosten. Over het algemeen gebruiken kleine en middelgrote smeedstukken ronde of vierkante staven als knuppels. De korrelstructuur en mechanische eigenschappen van het staafmateriaal zijn uniform en goed, met nauwkeurige vorm en maat, goede oppervlaktekwaliteit en eenvoudig te organiseren massaproductie. Zolang de verwarmingstemperatuur en de vervormingsomstandigheden redelijk onder controle zijn, kunnen hoogwaardige smeedstukken worden gesmeed zonder significante smeedvervorming. Ingots worden alleen gebruikt voor grote smeedstukken. De staaf is een gegoten structuur met grote kolomvormige kristallen en een los midden. Daarom is het noodzakelijk om de kolomvormige kristallen door grote plastische vervorming in fijne korrels te breken en ze losjes te compacteren om een metaalstructuur en mechanische eigenschappen te verkrijgen. Poedermetallurgische voorvormen gemaakt door persen en bakken kunnen in warme toestand zonder bramen tot poedersmeedstukken worden gesmeed. De dichtheid van smeedpoeder ligt dicht bij die van algemene matrijssmeedstukken, met goede mechanische eigenschappen en hoge nauwkeurigheid, wat de daaropvolgende snijbewerkingen kan verminderen. De interne structuur van poedersmeedstukken is uniform zonder segregatie en kan worden gebruikt om kleine tandwielen en andere werkstukken te vervaardigen. De prijs van poeder is echter veel hoger dan die van gewone repen, en de toepassing ervan bij de productie is aan bepaalde beperkingen onderhevig. Door statische druk uit te oefenen op het vloeibare metaal dat in de vormholte wordt gegoten, dat stolt, kristalliseert, vloeit, plastische vervorming ondergaat en zich onder druk vormt, kan de vereiste vorm en prestatie van het matrijssmeedwerk worden verkregen. Smeden van vloeibaar metaal is een vormmethode die tussen spuitgieten en smeden ligt, vooral geschikt voor complexe dunwandige onderdelen die bij algemeen smeden moeilijk te vormen zijn. Naast gewone materialen zoals koolstofstaal en gelegeerd staal met verschillende samenstellingen, gevolgd door aluminium, magnesium, koper, titanium en hun legeringen, de vervormingslegeringen van op ijzer gebaseerde hogetemperatuurlegeringen, op nikkel gebaseerde hogetemperatuurlegeringen, en op kobalt gebaseerde legeringen voor hoge temperaturen worden ook voltooid door smeden of walsen. Deze legeringen hebben echter relatief smalle kunststofzones, waardoor de moeilijkheidsgraad bij het smeden relatief hoog is. Verschillende materialen stellen strenge eisen aan de verwarmingstemperatuur, de openingssmeedtemperatuur en de uiteindelijke smeedtemperatuur.
Smeden processtroom
Verschillende smeedmethoden hebben verschillende processen, waarvan het smeedproces met hete matrijzen het langst is, en de algemene volgorde is: blanco snijden smeden; Smeden van knuppelverwarming; Rol smeden blanco voorbereiding; Vormen van matrijzen smeden; Snijkanten; Ponsen; Correctie; Tussentijdse inspectie, controle van de afmetingen en oppervlaktedefecten van smeedstukken; Warmtebehandeling van smeedstukken om smeedwerkspanning te elimineren en de snijprestaties van metaal te verbeteren; Reiniging, voornamelijk om oxidehuid op het oppervlak te verwijderen; Correctie; Inspectie: Over het algemeen moeten smeedstukken een uiterlijk- en hardheidsinspectie ondergaan, terwijl belangrijke smeedstukken ook een analyse van de chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, restspanningstesten en niet-destructieve testen moeten ondergaan.
Kenmerken van smeedstukken
Vergeleken met gietstukken kan metaal na het smeden de microstructuur en mechanische eigenschappen ervan verbeteren. Na heet bewerken en vervormen door de smeedmethode transformeert de gietstructuur van grove dendrieten en kolomvormige korrels naar gelijkassige herkristalliseerde structuren met fijnere en uniforme afmetingen als gevolg van de vervorming en herkristallisatie van het metaal. Dit veroorzaakt de oorspronkelijke segregatie, porositeit, porositeit, slakinsluiting en andere verdichting en lassen in de stalen staaf, waardoor de structuur compacter wordt en de plasticiteit en mechanische eigenschappen van het metaal worden verbeterd. De mechanische eigenschappen van gietstukken zijn lager dan die van smeedstukken van hetzelfde materiaal. Bovendien kan de smeedbewerking de continuïteit van de metaalvezelstructuur garanderen, waardoor de vezelstructuur van het smeedstuk consistent blijft met de vorm van het smeedstuk. De metalen stroomlijn is compleet, wat ervoor kan zorgen dat de onderdelen goede mechanische eigenschappen en een lange levensduur hebben. Smeedstukken geproduceerd door precisiesmeedwerk, koude extrusie, warme extrusie en andere processen zijn onvergelijkbaar met gietstukken. Smeedstukken zijn voorwerpen die door plastische vervorming worden gevormd om aan de vereiste vorm of geschikte compressiekracht te voldoen wanneer metaal aan druk wordt blootgesteld. Deze kracht wordt doorgaans bereikt door het gebruik van een hamer of druk. Het smeedproces bouwt prachtige deeltjesstructuren op en verbetert de fysieke eigenschappen van het metaal. Bij het praktische gebruik van componenten kan een correct ontwerp ervoor zorgen dat de deeltjesstroom in de richting van de hoofddruk is. Gietstukken zijn uit metaal gevormde voorwerpen die via verschillende gietmethoden worden verkregen, dat wil zeggen dat gesmolten vloeibaar metaal in vooraf voorbereide mallen wordt geïnjecteerd door middel van gieten, injectie, zuigen of andere gietmethoden, wordt gekoeld en vervolgens wordt onderworpen aan zandverwijdering, reiniging en nabehandeling. -behandeling om voorwerpen met een bepaalde vorm, grootte en prestatie te verkrijgen.
Analyse van het smeedniveau
De Chinese smederij-industrie heeft zich ontwikkeld op basis van het introduceren, verwerken en absorberen van buitenlandse technologie. Na jaren van technologische ontwikkeling en transformatie is het technische niveau van ondernemingen in de industrie aanzienlijk verbeterd, inclusief procesontwerp, smeedtechnologie, warmtebehandelingstechnologie, bewerkingstechnologie, producttests en andere aspecten.
(1) Geavanceerde fabrikanten op het gebied van procesontwerp maken over het algemeen gebruik van computersimulatietechnologie voor warme verwerking, computerondersteund procesontwerp en virtuele technologie, waardoor het niveau van procesontwerp en productproductiemogelijkheden wordt verbeterd. Simulatieprogramma's zoals DATAFOR, GEMARC/AUTOFORGE, DEFORM, LARSTRAN/SHAPE en THERMOCAL introduceren en toepassen om procesbeheersing van computerontwerp en thermische verwerking te bereiken.
(2) De meeste hydraulische persen met smeedtechnologie van 40MN en hoger zijn uitgerust met 100-400t. m belangrijkste smeden operators en 20-40t. m hulpoperatoren. Een aanzienlijk aantal operators maakt gebruik van computerbesturing om uitgebreide controle over het smeedproces te verkrijgen, waardoor de smeednauwkeurigheid binnen ± 3 mm kan worden gecontroleerd. Online meting van smeedstukken maakt gebruik van lasermeetapparatuur.
(3) De focus van warmtebehandelingstechnologie ligt op het verbeteren van de productkwaliteit, het verbeteren van de efficiëntie van de warmtebehandeling, het besparen van energie en het beschermen van het milieu. Als het verwarmingsproces van de verwarmingsoven en warmtebehandelingsoven wordt bestuurd door een computer, kan de brander worden bestuurd om automatische aanpassing van de verbranding, oventemperatuur, automatische ontsteking en beheer van verwarmingsparameters te bereiken; Gebruik van afvalwarmte, warmtebehandelingsovens uitgerust met regeneratieve verbrandingskamers, enz.; Door gebruik te maken van polymeer blusolietanks met een laag vervuilingsvermogen en effectieve koelingscontrole, vervangen verschillende op water gebaseerde blusmedia geleidelijk de traditionele blusolie.
(4) Het aandeel CNC-werktuigmachines in de verspaningstechnologie-industrie neemt geleidelijk toe. Sommige bedrijven in de industrie hebben bewerkingscentra en zijn uitgerust met eigen bewerkingsmachines voor verschillende soorten producten, zoals bewerkingscentra met vijf coördinaten, bladbewerkingsmachines, walsmolens, walsdraaibanken, enz.
(5) Maatregelen voor kwaliteitsborging: sommige binnenlandse ondernemingen hebben zichzelf uitgerust met de nieuwste detectie-instrumenten en testtechnologieën, moderne geautomatiseerde ultrasone testsystemen met computergestuurde gegevensverwerking en verschillende gespecialiseerde automatische ultrasone testsystemen om de certificering van verschillende kwaliteitssystemen te voltooien. De belangrijkste productietechnologie van hogesnelheidssmeedstukken voor zware tandwielen is voortdurend overwonnen en op deze basis is industriële productie bereikt. Gebaseerd op de introductie van geavanceerde productietechnologie en belangrijke apparatuur uit het buitenland, is China in staat geweest om zelf productieapparatuur voor snelle en zware tandwielsmeedstukken te ontwerpen en te produceren. Deze apparatuur heeft het internationale geavanceerde niveau benaderd en de verbetering van het technologie- en apparatuurniveau heeft de ontwikkeling van de binnenlandse smeedindustrie effectief bevorderd.
Het belang van smeden
De productie van smeden is een van de belangrijkste verwerkingsmethoden voor het leveren van onbewerkte mechanische onderdelen in de mechanische productie-industrie. Door smeden kan niet alleen de vorm van mechanische onderdelen worden verkregen, maar kan ook de interne structuur van het metaal worden verbeterd en kunnen de mechanische en fysieke eigenschappen van het metaal worden verbeterd. Over het algemeen worden belangrijke mechanische onderdelen met hoge spanningen en eisen vervaardigd met behulp van smeedproductiemethoden. Belangrijke componenten zoals turbinegeneratorassen, rotoren, waaiers, bladen, borgringen, grote hydraulische perskolommen, hogedrukcilinders, stalen walsrollen, krukassen van verbrandingsmotoren, drijfstangen, tandwielen, lagers en artillerie in de nationale defensie industrie worden allemaal geproduceerd door middel van smeden. [7] Daarom wordt de productie van smeden veel gebruikt in industrieën zoals de metallurgie, mijnbouw, auto's, tractoren, oogstmachines, aardolie, chemische industrie, luchtvaart, ruimtevaart, wapens, enz. Zelfs in het dagelijks leven speelt de productie van smeden ook een belangrijke rol. . In zekere zin weerspiegelen de jaarlijkse productie van smeedstukken, het aandeel van de smeedstukken in de totale productie van smeedstukken, evenals de omvang en het eigendom van smeedapparatuur, tot op zekere hoogte het industriële niveau van een land.
