Kovové výlisky: co to je, různé typy a běžné aplikace

3D Insider je reklama podporována a vydělává peníze z kliknutí, provize z prodeje, a další způsoby.

jednou z nejdůležitějších vlastností kovů jako základu průmyslového věku je dualita mezi tvárností a pevností. Kovy jsou přirozeně silné a selektivně odolné vůči chemické a fyzikální degradaci, ale je to jeho tažnost, která umožňuje jeho zpracování na různé části zařízení a stavební materiály.

jednou z nejlepších ukázek tažnosti kovů je proces zvaný vytlačování kovů. Jak přesně funguje vytlačování kovů, a jaké jsou některé z jeho běžných aplikací?

co je vytlačování kovů?

extruze je proces, při kterém je surovina nucena přes jiný kus tvrdého materiálu-zvaný matrice -, aby ji donutila přizpůsobit předem stanovenému tvaru. Přemýšlejte o tom jako o polevě na dortu; změnou špičky sáčku na potrubí můžete také změnit, jak bude poleva vypadat, když se dotkne dortu.

vytlačování, jako obecný výrobní proces, není výlučné pro kovy. Je to způsob, kterým se roztavená plastová kaše formuje do tenkých pramenů a rozřezává se na pelety, které se používají pro výrobu různých plastových výrobků. Moderní cihly se vyrábějí ve velkém měřítku vytlačováním keramiky. V potravinářském průmyslu je použití extruderu důvodem, proč můžeme koupit sušené těstoviny, které jsou dokonale tvarované a řezané.

pokud jde o kovy, existuje několik jedinečných úvah, díky nimž je proces vytlačování trochu složitější. Měkký kov, jako je hliník, může být vytlačován bez zvýšené teploty, ale tvrdší kovy budou muset být zahřáté na „vytlačovací teplotu“, která je o něco nižší než teplota tání konkrétního kovu. To umožňuje, aby byl kov dostatečně tvárný, aby byl protlačen matricí, ale dostatečně tuhý, aby udržel svůj tvar hned poté.

vytlačování lze provést pro zpracování prakticky všech průmyslových kovů, včetně titanu, mosazi, mědi, oceli a zinku. Výchozím materiálem pro vytlačování kovů je obvykle dlouhý válec, nazývaný kulatý polotovar.

mazací vytlačování kovů

tření mezi polotovarem a matricí je jedním z největších problémů vytlačování kovů. Pokud není řešeno, nadměrné tření bude znamenat, že musíte na hřídeli vyvinout více práce a že se matrice může předčasně opotřebovat.

k řešení problému tření většina procesů vytlačování kovů dnes používá proces Sejournet k nanášení maziva na povrch kovu. Toto mazivo je vrstva skleněného prášku, která se nanáší na vyhřívaný kovový polotovar. Skleněný prášek se téměř okamžitě roztaví a vytvoří tenký film, který působí jako mazivo a působí jako bariéra mezi kovem a matricí.

použití skla jako maziva poskytuje dvě hlavní výhody. První je nízká tepelná vodivost skla, která účinně izoluje matrici z horkého kovového polotovaru, což pomáhá zabránit zrychlené degradaci. Druhou výhodou skla je to, že může být velmi snadno odstraněno z kovové části, jakmile je vytlačeno.

vytlačování za tepla vs. vytlačování za studena

může to znít divně, že dokonce uvažujeme o vytlačování za studena, protože všichni víme, že s kovy se snáze pracuje, když je horké. Proč je tedy vytlačování za studena vůbec věc? Existuje několik důvodů, ale podívejme se nejprve na silné stránky a omezení vytlačování za tepla.

vytlačování za tepla: klady a zápory

1. Méně práce na hřídeli

důvodem číslo jedna pro zahřívání kovového polotovaru před vytlačováním je zlepšení zpracovatelnosti kovu. Tvárný kov může snadněji projít matricí, a proto potřebuje menší sílu v hřídeli, aby ji protlačil.

2. Lepší mechanická pevnost rekrystalizací

většina kovů přichází s nedokonalostmi ve formě vzduchových bublin zachycených v matrici kovu. Zahřátím kovu a jeho vytlačením úzkým otvorem lze Kovový materiál přerozdělit a vyplnit tyto vzduchové kapsy. Na molekulární úrovni mohou atomy kovu přeorientovat a vytvářet větší, silnější krystalické struktury. To má za následek celkové zlepšení mechanických vlastností kovu.

3. Oxiduje povrch kovu

největší nevýhodou zahřívání kovu před vytlačováním je skutečnost, že vyšší teploty mohou urychlit oxidační proces. Ačkoli to ovlivňuje pouze vnější povrch extrudované kovové části, ztráta materiálu v důsledku oxidace by mohla účinně zrušit zisky, které jste dosáhli na mechanické pevnosti součásti v důsledku vytlačování za tepla. Ani na kosmetické úrovni nebude oxidovaná kovová část nikdy žádoucí.

vytlačování za studena: klady a zápory

1. Rychlejší a méně energeticky náročný proces

i když je síla potřebná k protlačení studeného kovového polotovaru skrz matrici vyšší, je potřeba zahřívat několik set tun kovu v nepřetržitém výrobním procesu mnohem energeticky náročnější a zabírá spoustu času. Z tohoto důvodu velkovýrobní průmysl upřednostňuje cestu vytlačování za studena, pokud mohou.

2. Zabraňuje oxidaci

obrovskou výhodou vytlačování za studena je to, že se vyhnete jakýmkoli problémům s oxidací. Kovové části vyrobené vytlačováním za studena tak vycházejí s lepší povrchovou úpravou a rozměrovou přesností.

3. Není možné pro tvrdé kovy

pokud by bylo možné provádět vytlačování za studena pro všechny kovy, pak by to dělali všichni. Skutečností však je, že některé kovy jsou prostě příliš tvrdé pro vytlačování za studena. Rovněž je třeba vzít v úvahu složitost průřezu matrice. Vysoce složité konstrukce nemusí být možné bez tažnosti výhodu, že horké vytlačování poskytuje.

typy vytlačování kovů

kromě volby vytlačování za tepla nebo za studena lze procesy vytlačování a zařízení dále rozdělit na to, jak se obrobek, matrice a hřídel vzájemně ovlivňují.

přímé vytlačování

přímé vytlačování, nejběžnější typ, se provádí jednoduše vytlačením kovového polotovaru skrz matrici hřídelí, která tlačí dopředu-stejně jako to, jak si to většina lidí představuje. Jednoduchost jeho metody je jeho největší síla, protože nepotřebuje žádné složité nástroje nebo vybavení. Přímý proces vytlačování lze použít při vytlačování za tepla i za studena.

pohyb hřídele uvnitř dutiny a kontakt polotovaru a matrice však znamenají, že proces vytváří velké tření. To zvyšuje požadavek na sílu na hřídeli, což vede k většímu požadavku na výkon. Síla potřebná k protlačení polotovaru skrz matrici musí být také měněna, aby byla zajištěna konzistentní propustnost.

nepřímé vytlačování

v procesu nepřímého vytlačování zůstává polotovar uvnitř hřídele statický, zatímco Beran tlačí matrici proti němu. Obrácením, která část se pohybuje a která část je statická, nepřímé vytlačování výrazně snižuje tření generované procesem, což má za následek nižší spotřebu energie. Horké i vytlačovací procesy lze také provádět nepřímým vytlačováním.

největší výzvou při provádění nepřímého vytlačování je podpora extrudované části, která zůstává uvnitř hřídele. To také znamená, že je třeba provést další krok k odstranění extrudované části z hřídele, což mírně zpomaluje proces.

hydraulické vytlačování

jak název napovídá, hydraulické vytlačování využívá mechanickou výhodu hydraulické kapaliny (obvykle ricinového oleje) k protlačení sochoru skrz matrici. I když hřídel je stále nutné tlačit proti hydraulické kapaliny, tlakové síly v kapalině násobit tuto sílu, což je proces, který využívá nejméně hřídele práce. Skutečnost, že tekutina vyvíjí hydraulické síly ve všech třech směrech, také pomáhá udržovat stálý tlak na polotovar.

dalším faktorem, který snižuje požadavek na výkon hydraulického vytlačovacího procesu, je skutečnost, že polotovar nemusí být v kontaktu s hřídelí. Vzhledem k tomu, že polotovar je zavěšen v hydraulické kapalině, nedochází k žádnému tření mezi polotovarem a hřídelem, což má za následek menší plýtvání energií.

výzvou nastavení hydraulického vytlačování je, že je mnohem složitější ve srovnání s přímým nebo nepřímým extrudérem. Má více pohyblivých částí a obtížnost obsahovat vysokotlakou hydraulickou kapalinu uvnitř hřídele může být větší než její hodnota. Vzhledem k tomu, že polotovar je v přímém kontaktu s tekutinou, není možné hydraulické vytlačování pro vyhřívaný kovový polotovar.

boční protlačování

boční protlačovací pohon je pouze orientací zařízení, kde síla vyvíjená na hřídel je boční ke směru protlačování. To se obvykle provádí s přímou orientací vytlačování. Tento typ zařízení má menší rozměry, ale lze jej použít pouze s měkkými kovy.

běžné aplikace vytlačování kovů

vytlačování kovů je životně důležitý průmyslový proces, který pomáhá vytvářet některé z nejdůležitějších částí zařízení používaných v různých oblastech. Primárním účelem vytlačování kovů je Výroba kovových tyčí,drátů nebo hřídelí s různými průřezy. Se složitostí tvarů, které lze vyrábět pomocí kovových výlisků, lze jej použít k vytvoření kovových částí, které se téměř přesně vzájemně propojují, což má za následek spolehlivé nastavení a odolnější konstrukci.

extrudovaná část nemusí být rovná. Po matrici lze manipulovat s měkkým kovem, aby získal zakřivené formy, což je činí přitažlivějšími jako vizuální přízvuk pro interiéry a fasády budov. Zakázkové kovové hřídele byly použity jako svítidla nebo zábradlí na schodištích. Výrobci jsou v dnešní době kreativnější s tím, jak používají vytlačování kovů, což prakticky zaručuje, že se jedná o techniku, která se bude i nadále používat v příštích několika desetiletích.

Závěrečné myšlenky

schopnost řemesla a manipulace s kovy do různých tvarů byla jedním z nejdůležitějších technologických kroků, které jsme učinili, abychom ohlásili průmyslový věk. Vytlačování kovů je jednou z nejstarších takových technik, která zůstává dodnes velmi relevantní. Kdekoli jste, kolem vás je pravděpodobně několik desítek předmětů, které jsou produktem vytlačování kovů-včetně základů budov – zábradlí, nohou stolu nebo stonku deštníku. Díky své neuvěřitelné spolehlivosti a všestrannosti, vytlačování kovů pravděpodobně nezmizí z významu, dokud se stále spoléháme na kovy pro všechny naše stavební, průmyslové a konstrukční potřeby.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.