Εξώθηση

Η θερμή εξώθηση είναι μια διαδικασία διαμόρφωσης μετάλλου για την παραγωγή σταθερού προφίλ διατομής-με την ώθηση ενός θερμαινόμενου μεταλλικού τεμαχίου μέσα από μια μήτρα για το επιθυμητό σχήμα. Η διαδικασία θερμής εξώθησης πραγματοποιείται σε θερμοκρασία πάνω από το σημείο ανακρυστάλλωσης των μετάλλων, το οποίο είναι τυπικά 50-75% της θερμοκρασίας τήξης του, καθιστώντας το πιο εύπλαστο και ευκολότερο να παραμορφώνεται με λιγότερη δύναμη.

 

Περιγραφή

 

Η θερμή εξώθηση μπορεί να δημιουργήσει πολύπλοκες-διατομές και θα είναι ομοιόμορφη σε όλο το μήκος του εξωθημένου προφίλ, και η σχεδίαση της μήτρας, ο λόγος εξώθησης, η θερμοκρασία μπιγιέτας, η λίπανση και η ταχύτητα εξώθησης θα επηρεάσουν την ποιότητα της εξώθησης. Όπως κάθε άλλη διαδικασία σχηματισμού μετάλλων-, ταξινομείται ανάλογα με τη θερμοκρασία σε θερμή, κρύα και θερμή εξώθηση και η διαδικασία γενικά πραγματοποιείται σε υψηλές θερμοκρασίες για τη μείωση της δύναμης εξώθησης και τη βελτίωση της ολκιμότητας του υλικού. Η ψυχρή διέλαση σημαίνει χαμηλότερο κόστος παραγωγής λόγω της μειωμένης σπατάλης πρώτων υλών και του υψηλού ρυθμού παραγωγής.

 

 

Θερμή εξώθηση εναντίον Ψυχρής Εξώθησης

 

Η θερμή εξώθηση περιλαμβάνει την κατασκευή του τεμαχίου εργασίας πάνω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσής του και αυτή η διαδικασία μπορεί να βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητες του τεμαχίου εργασίας. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θερμής εξώθησης, αυτή η θερμή εργασία θα ωθήσει και θα αναδιανείμει το υλικό, κλείνοντας τις κενές θέσεις στο λιωμένο μεταλλικό υλικό. Επομένως, οι ακαθαρσίες συνήθως σχηματίζονται επίσης σε στερεά εγκλείσματα και κατανέμονται σε όλη τη μάζα του τεμαχίου εργασίας. Η θερμή κατεργασία και το εξωθημένο μέταλλο θα διασπάσουν ακανόνιστες δομές και θα ανακρυσταλλώσουν τη μάζα του υλικού σε μια δομή λεπτότερου σφυρήλατου κόκκου, και ως εκ τούτου οι μηχανικές ιδιότητες του εξαρτήματος, όπως η αντοχή στην κρούση, η ολκιμότητα και τα χαρακτηριστικά αντοχής, βελτιώνονται. Οι περισσότερες εξωθήσεις μετάλλων πραγματοποιούνται σε μπιγιέτες που έχουν ήδη θερμανθεί σε θερμοκρασία πάνω από το σημείο ανακρυστάλλωσης των μετάλλων, γεγονός που καθιστά δυνατή μια μεγάλη αλλαγή σχήματος. Ένα από τα σημαντικότερα μειονεκτήματα της θερμής κατεργασίας μετάλλων είναι η οξείδωση που συμβαίνει πάνω από την επιφάνεια της θερμής εργασίας, με αποτέλεσμα να συσσωρεύεται ένα στρώμα οξειδίου αλάτων στις εξωτερικές επιφάνειες του τεμαχίου εργασίας. Η κλίμακα μπορεί να επηρεάσει το φινίρισμα της επιφάνειας και την ακρίβεια του εξαρτήματος καθώς και να αυξήσει την τριβή και τη φθορά στις διεπαφές μετάλλων καλουπιών. Η θερμή εξώθηση επιλέγεται συνήθως για μεγαλύτερα μέρη που απαιτούν μεγάλες αλλαγές σχήματος και πιο σύνθετη γεωμετρία.

 

Η ψυχρή εξώθηση μετάλλου χρησιμοποιείται συνήθως για μικρότερα μέρη, λεπτότερο υλικό, λιγότερο σύνθετα σχήματα, πιο λειτουργικά υλικά και για την κατασκευή διακριτών εξωθήσεων που δημιουργούν ένα μόνο μέρος με κάθε εργασία. Η ψυχρή εξώθηση έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

 

• √Χαμηλότερο ενεργειακό κόστος, αυτή η διαδικασία δεν απαιτεί διαδικασία θέρμανσης.
• √Υψηλότερος ρυθμός παραγωγής
• √Χωρίς οξείδωση και άλατα, επομένως μπορεί να παράγει καλύτερη ποιότητα φινιρίσματος επιφάνειας.
• √Μεγαλύτερη γεωμετρική ακρίβεια
• √Καλύτερη επίδραση στη σκλήρυνση των παραμορφώσεων
•  

Εν ολίγοις, τα ευρύτερα μεταλλικά υλικά είναι κατάλληλα για θερμή εξώθηση όπως ο χαλκός, το αλουμίνιο, το κράμα χάλυβα και χάλυβας, ο ανοξείδωτος χάλυβας, ο μόλυβδος και ο κασσίτερος κ.λπ., και αυτή η διαδικασία είναι πιο κατάλληλη για μεγαλύτερο μέγεθος. Η ψυχρή εξώθηση είναι μια διαδικασία σχηματισμού μετάλλων που εκτελείται σε θερμοκρασία δωματίου ή κοντά σε αυτήν, όπου ένας μεταλλικός γυμνοσάλιαγκας πιέζεται μέσα από μια μήτρα για να δημιουργήσει ένα επιθυμητό σχήμα διατομής-. Σε αντίθεση με τη θερμή εξώθηση, γίνεται κάτω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης του υλικού και αυτή η διαδικασία είναι επίσης γνωστή ως ψυχρή σφυρηλάτηση ή εξώθηση κρούσης για την παραγωγή ακριβών εξαρτημάτων με εξαιρετικά φινιρίσματα επιφάνειας και βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες. Η ψυχρή διέλαση είναι μια πολύ σημαντική διαδικασία για τις βιομηχανίες αυτοκινήτων, κατασκευών και υποδομών.

 

 

Εξώθηση από Μηχανική Διαδικασιών

 

Οι διεργασίες εξώθησης μπορούν επίσης να οριστούν από τη φυσική διάταξη του κριαριού, του μπιγιέτα και της μήτρας, και παρακάτω είναι μια ταξινόμηση λεύκας:

 

 

• √ Η υδροστατική εξώθηση, είναι μια εξειδικευμένη μορφή όπου το billet περιβάλλεται πλήρως από ένα υπό πίεση υγρό μέσα στο δοχείο. Ο κριός πιέζει αυτό το υγρό, το οποίο με τη σειρά του ασκεί ομοιόμορφη πίεση σε όλες τις πλευρές του μπιγιέτα, πιέζοντάς το να περάσει από τη μήτρα. Το πλεονέκτημα είναι ότι η τριβή μεταξύ του μπιλιέτα και του τοιχώματος του δοχείου εξαλείφεται εντελώς και η δύναμη μειώνεται περαιτέρω.
•  
• √ Η κρουστική εξώθηση, θεωρείται συχνά ένας τύπος ψυχρής εξώθησης, αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί μια διάτρηση υψηλής-ταχύτητας για να χτυπήσει ένα μεταλλικό γυμνοσάλιαγκο, με αποτέλεσμα να ρέει πλαστικά σε μια μήτρα. Η διαδικασία μπορεί να εκτελεστεί με έναν τρόπο προς τα εμπρός, προς τα πίσω ή συνδυαστικά και μπορεί να σχηματίσει ένα τελειωμένο μέρος με μία μόνο κίνηση της πρέσας. Αυτή η διαδικασία διαμόρφωσης μετάλλου χρησιμοποιείται συχνά για την παραγωγή κοίλων εξαρτημάτων με λεπτά τοιχώματα.

 

Παρακάτω είναι μια σύντομη περίληψη των διαφορετικών λύσεων εξώθησης:

 

Σύγκριση τύπων εξώθησης
Χαρακτηριστικό	Άμεση (Εμπρός) Εξώθηση	Έμμεση (Πίσω) Εξώθηση	Υδροστατική Εξώθηση	Κρουστική Εξώθηση
Ροή υλικού	Ίδια κατεύθυνση με το ram	Αντίθετη κατεύθυνση του κριού	Ίδια κατεύθυνση με το ram	Εμπρός, προς τα πίσω ή σε συνδυασμό
Τριβή	Υψηλή τριβή μεταξύ μπιγιέτας και τοίχου δοχείου	Χωρίς τριβή μεταξύ του μπιγιέτα και του τοιχώματος του δοχείου	Καμία τριβή μεταξύ μπιγιέτας και τοιχώματος δοχείου. μειωμένη τριβή μήτρας	Εξαρτάται από τον τύπο προς τα εμπρός/πίσω, αλλά βασίζεται στη λίπανση
Απαιτούμενη δύναμη	Υψηλότερο λόγω τριβής	Χαμηλότερο από το άμεσο (25-30% λιγότερο)	Χαμηλότερο λόγω έλλειψης τριβής και υγρού υπό πίεση	Υψηλή δύναμη κρούσης για μικρή διάρκεια.
Κίνημα Billet	Το billet κινείται σε σχέση με το δοχείο	Το Billet είναι ακίνητο σε σχέση με το δοχείο.	Το Billet κινείται, ωθούμενο από υγρό.	Ο γυμνοσάλιαγκας είναι ακίνητος πριν χτυπηθεί.
Υλικά Απόβλητα	Ένα μικρό τμήμα (πισινό) του μπιγιέτα δεν μπορεί να εξωθηθεί.	Λιγότερα απόβλητα, καθώς το άκρο του κοντακίου είναι μικρότερο ή ανύπαρκτο.	Δεν αφήνονται υπολείμματα μπιγιέτας στα τοιχώματα του δοχείου.	Πολύ χαμηλή σπατάλη υλικών (σχεδόν-καθαρό-σχήμα).
Ποιότητα προϊόντος	Δυνατότητα για μη-μη ομοιόμορφη δομή και ιδιότητες κόκκων.	Πιο ομοιόμορφη δομή κόκκων και σταθερές ιδιότητες.	Εξαιρετικό φινίρισμα επιφάνειας και ομοιόμορφες ιδιότητες.	Καλό φινίρισμα επιφάνειας και αντοχή από ψυχρή εργασία.
Κοινές Χρήσεις	Συμπαγείς ράβδοι, απλά κοίλα σχήματα, δομικά προφίλ.	Κοίλα ή σωληνωτά προϊόντα, προφίλ κράματος υψηλής- αντοχής.	Εύθραυστα υλικά, πολύπλοκα σχήματα, εξώθηση υψηλής-αναλογίας.	Κουτιά, σωλήνες, θήκες πυροσβεστήρων, συνδετήρες.
Περίπλοκο	Τα πιο απλά εργαλεία και διαδικασίες.	Πιο πολύπλοκο εργαλείο (κοίλο κριάρι).	Πιο πολύπλοκο λόγω του υγρού υψηλής-πίεσης και της στεγανοποίησης.	Απαιτεί πιέσεις υψηλής ταχύτητας-και στιβαρά εργαλεία.