В дополнение к традиционным процессам металлообработки было разработано несколько передовых технологий, отвечающих растущим требованиям к точности, эффективности и сложным формам в современном производстве. К таким технологиям относятся:
1. Формирование металла
Пластическая формовка — это передовой процесс обработки металлов давлением, используемый для производства тонкостенных цилиндрических деталей с высокой точностью и прочностью. Этот процесс включает в себя вращение металлической заготовки под давлением роликов, которые постепенно придают металлу нужную форму. Пластическая формовка широко используется при производстве автомобильных колёс, аэрокосмических компонентов и сосудов под давлением.
Одностадийная гибка: одностадийная гибка предполагает формирование металла за одну операцию, при которой ролики оказывают давление на вращающийся металл, создавая желаемую форму за один проход.
Многоступенчатая гибка: многоступенчатая гибка предполагает формирование металла в несколько этапов, при которых ролики постепенно оказывают давление в ходе последовательных проходов, поэтапно создавая желаемую форму. Этот метод используется для производства деталей со сложной геометрией и более точными допусками.
2. Формование горячим прессом
Горячая штамповка, также известная как горячая ковка или закалка под давлением, — это передовой процесс обработки металлов давлением, используемый для производства высокопрочных деталей сложной формы. Этот процесс включает в себя нагрев металла до высокой температуры, а затем его формовку с помощью пресса. Затем металл быстро охлаждают или закаливают для достижения желаемых механических свойств. Горячая штамповка широко используется в автомобильной и аэрокосмической промышленности для производства критически важных компонентов, таких как конструкционные детали, усилители и ударные балки.
Прямая горячая штамповка под давлением: при прямой горячей штамповке под давлением металл нагревается, а затем формуется за одну операцию, при этом пресс формирует металл, пока он ещё горячий. Этот процесс используется для производства деталей с высокой прочностью и сложной геометрией.
Непрямая штамповка горячим прессом: при непрямой штамповке горячим прессом металл предварительно формуется при комнатной температуре, а затем нагревается и закаляется для достижения желаемых механических свойств. Этот процесс используется для производства деталей с более простой геометрией и менее требовательными механическими характеристиками.
3. Сверхпластичное формование
Суперпластичная формовка — это усовершенствованный процесс обработки металлов давлением, используемый для производства компонентов с чрезвычайно сложной формой и мелкими деталями. Этот процесс включает в себя нагрев металла до температуры, при которой он становится суперпластичным, то есть может подвергаться большим деформациям без разрушения. Затем металл формуется с помощью пресса, часто с использованием вакуума или давления газа, для придания ему нужной формы. Суперпластичная формовка широко используется в аэрокосмической, автомобильной и медицинской отраслях для производства лёгких высокопрочных компонентов, таких как панели самолётов, детали кузова автомобилей и медицинские имплантаты.
Суперпластическое формование с использованием газа: при суперпластическом формовании с использованием газа для придания металлу нужной формы часто применяется давление газа, часто в сочетании с прессом. Этот метод используется для производства деталей со сложной геометрией и мелкими деталями.
Вакуумная суперпластичная формовка: при вакуумной суперпластичной формовке используется вакуум для придания металлу желаемой формы, часто в сочетании с прессом. Этот метод применяется для изготовления деталей сложной формы с гладкими поверхностями.
Применение обработки металлов давлением
Процессы металлообработки используются в самых разных отраслях промышленности для производства компонентов для различных целей:
1. Автомобильная промышленность
Автомобильная промышленность в значительной степени полагается на процессы металлообработки при производстве таких компонентов, как кузовные панели, детали шасси, компоненты двигателя и системы подвески. Процессы металлообработки, такие как штамповка, гибка и горячая штамповка, используются для создания лёгких и высокопрочных компонентов, отвечающих строгим требованиям современных транспортных средств.
2. Аэрокосмическая промышленность
Аэрокосмическая промышленность использует процессы металлообработки для производства таких компонентов, как панели самолётов, конструктивные элементы и детали двигателей. Процессы металлообработки, такие как суперпластичная формовка и гидроформовка, используются для создания сложных, лёгких компонентов с высокой точностью и прочностью.
3. Строительная отрасль
В строительной отрасли для производства таких компонентов, как балки, колонны и опорные конструкции, используются процессы металлообработки. Процессы металлообработки, такие как прокатка и гибка, применяются для создания компонентов с необходимой прочностью и долговечностью для строительных конструкций.
4. Электронная промышленность
В электронной промышленности для производства таких компонентов, как корпуса, разъёмы и теплоотводы, используются процессы металлообработки. Процессы металлообработки, такие как штамповка и волочение, применяются для создания компонентов с мелкими деталями и точными допусками для электронных устройств.
5. Медицинская промышленность
В медицинской промышленности для производства таких компонентов, как хирургические инструменты, имплантаты и медицинские устройства, используются процессы металлообработки. Такие процессы металлообработки, как суперпластическое формование и волочение, применяются для создания компонентов с высокой точностью и биосовместимостью.
Заключение
Формовка металла — важнейший процесс в современном производстве, позволяющий изготавливать высококачественные детали сложной формы с высокой точностью и улучшенными механическими свойствами. Машины для формовки металла, такие как прокатные станы, ковочные прессы, экструзионные машины и штамповочные прессы, играют важную роль в производственном процессе, предоставляя инструменты, необходимые для придания металлическим материалам нужной формы.
По мере того как отрасли промышленности продолжают требовать более высокого уровня точности, эффективности и сложности, для решения этих задач появляются передовые методы обработки металлов давлением, такие как гидроформовка, горячая штамповка и сверхпластичная формовка. Эти методы обеспечивают значительные преимущества с точки зрения эффективности использования материала, прочности и качества поверхности, что делает их незаменимыми инструментами при производстве современных компонентов.
Несмотря на трудности, связанные с обработкой металлов давлением, такие как высокие первоначальные затраты и сложность, преимущества значительно перевешивают недостатки. Процессы обработки металлов давлением незаменимы в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, строительство, электроника и медицина, где качество и характеристики конечного продукта имеют решающее значение.
В заключение следует отметить, что металлообработка и металлообрабатывающие станки лежат в основе современного производства, позволяя изготавливать компоненты, отвечающие требованиям современных отраслей. По мере развития технологий процессы металлообработки будут продолжать играть решающую роль в формировании будущего производства, стимулируя инновации и рост в различных секторах.