การตีขึ้นรูป

การตีสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วนโลหะได้ และสารละลายการขึ้นรูปโลหะจะถูกนำมาใช้กับชิ้นส่วนที่สำคัญ เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือสำหรับการใช้งานที่มีความเค้นสูงและวิกฤต กระบวนการตีขึ้นรูปสามารถสร้างรูปทรงของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้อย่างรวดเร็ว โดยปกติจะใช้การตอกเพียงครั้งเดียวหรือสองสามครั้ง มีสองประเภท: การตีขึ้นรูปเย็นจะบีบอัดโลหะที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่การตีขึ้นรูปร้อนต้องใช้ระดับอุณหภูมิที่สูงมาก และการตีขึ้นรูปร้อนสามารถสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนมากกว่าการตีขึ้นรูปเย็น

 

คำอธิบาย

 

การตีโลหะสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะได้ รวมถึงโครงสร้าง การนำไฟฟ้า และอายุการใช้งานที่ยืนยาว และมักแบ่งประเภทตามอุณหภูมิที่ทำการตีโลหะ กระบวนการผลิตคือการตอก การอัด หรือรีดโลหะให้เป็นรูปร่างโดยใช้อุปกรณ์ เช่น ค้อน การอัด หรือแม่พิมพ์ การตีสามารถเปลี่ยนการไหลของโลหะและโครงสร้างเกรนของวัสดุได้ ดังนั้นชิ้นส่วนโลหะที่ตีขึ้นรูปจึงมีความแข็งแรงและความเหนียวเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานที่มีความเค้นสูงและวิกฤต

 

ประเภทการตีขึ้นรูป

 

การตีโลหะเป็นกระบวนการผลิตที่สำคัญซึ่งเกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยแรงอัด และสามารถผลิตส่วนประกอบที่แข็งแกร่ง ทนทาน และเชื่อถือได้โดยการปรับปรุงโครงสร้างเกรนของโลหะ วิธีการตีโลหะจะแบ่งประเภทตามอุณหภูมิที่ใช้งานโลหะและการออกแบบแม่พิมพ์ที่ใช้

 

 

• √การตีขึ้นรูปร้อน

เป็นวิธีการดั้งเดิมที่ให้ความร้อนโลหะเหนืออุณหภูมิการตกผลึกซ้ำ ซึ่งสำหรับเหล็กอาจมีอุณหภูมิสูงกว่า 1,200 องศา อุณหภูมิที่สูงนี้ทำให้โลหะมีความยืดหยุ่นและเหนียวมากขึ้น ทำให้สามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนโดยใช้แรงน้อยลง อุณหภูมิสูงป้องกันการแข็งตัวของความเครียดและส่งเสริมการก่อตัวของเมล็ดที่ผ่านการขัดสีใหม่ ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุ มีประโยชน์ดังต่อไปนี้:

1. 1. ความเหนียวที่เพิ่มขึ้น อุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้วัสดุมีความยืดหยุ่นมากขึ้น ลดความซับซ้อนในการก่อตัวของชิ้นส่วนที่ซับซ้อน
2. 2. การกำจัดการชุบแข็งของงาน โลหะมักจะแข็งตัวและเปราะโดยการตีเย็น ในขณะที่การตีขึ้นรูปร้อนจะหลีกเลี่ยงปัญหานี้โดยสิ้นเชิง ทำให้เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการการเปลี่ยนรูปพลาสติกสูง
3. 3. การปรับปรุงโครงสร้างจุลภาค โครงสร้างเกรนได้รับการขัดเกลา นำไปสู่การปรับปรุงคุณสมบัติทางกล
4. 4. รูปร่างที่ซับซ้อน กระบวนการนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างส่วนประกอบที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อนเนื่องจากโลหะมีความสามารถในการขึ้นรูปสูง

เนื่องจากคุณสมบัติข้างต้น การตีร้อนจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ การบินและอวกาศ น้ำมันและก๊าซ และอุตสาหกรรมเครื่องจักรกลหนัก เพื่อผลิตส่วนประกอบที่สำคัญ เช่น เพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ เกียร์ ใบพัดกังหัน ตัวยึด และชิ้นส่วนโครงสร้าง

 

• √การตีขึ้นรูปที่อบอุ่น

การตีขึ้นรูปอุ่นจะดำเนินการที่อุณหภูมิระหว่างอุณหภูมิห้องกับอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ของโลหะ สำหรับเหล็ก โดยทั่วไปช่วงนี้จะอยู่ระหว่าง 400 องศา ถึง 950 องศา ) วิธีนี้ทำหน้าที่เป็นจุดกึ่งกลางระหว่างการตีร้อนและเย็น แท่งโลหะถูกให้ความร้อนด้วยเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ จากนั้นจึงหล่อในแม่พิมพ์แบบปิด และกระบวนการนี้ต้องใช้แรงน้อยกว่าการตีขึ้นรูปเย็น และให้ความแม่นยำที่ดีกว่าการตีขึ้นรูปร้อน มีข้อดีดังต่อไปนี้:

1. 1. คุณสมบัติที่สมดุล สามารถให้ความสมดุลระหว่างความแม่นยำมิติของการตีขึ้นรูปเย็นและความง่ายในการสร้างรูปร่างของการตีขึ้นรูปร้อน แตกต่างจากการตีขึ้นรูปร้อน ซึ่งความร้อนสูงอาจทำให้คุณสมบัติของวัสดุลดลง การตีขึ้นรูปด้วยความร้อนจะมีความสมดุลระหว่างความสามารถในการขึ้นรูปและความสมบูรณ์ทางกล
2. 2. โหลดเครื่องมือลดลง โหลดเครื่องมือและแรงกดต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการตีขึ้นรูปเย็น ดังนั้นค่าบำรุงรักษาเครื่องมือจึงลดลงด้วย ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวและยืดอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ตีขึ้นรูป ซึ่งช่วยลดต้นทุนเครื่องมือ
3. 3. ผิวสำเร็จที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น อาจส่งผลให้ผิวสำเร็จเรียบเนียนขึ้นเมื่อเทียบกับการตีขึ้นรูปร้อน เนื่องจากการลดขนาดและการเกิดออกซิเดชัน
4. 4. ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน การทำความร้อนวัสดุจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำลงนั้นต้องใช้พลังงานน้อยลงอย่างมาก และยังหมายถึงต้นทุนการดำเนินงานที่ลดลงและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่น้อยลง

การตีขึ้นรูปด้วยความร้อนมักใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ เช่น เกียร์เกียร์ของยานยนต์ เพลาเพลา และส่วนประกอบของเครื่องจักรอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น ตลับลูกปืน หน้าแปลน และส่วนประกอบโครงสร้าง

 

• √การตีขึ้นรูปเย็น

ประเภทการตีขึ้นรูปสามารถจำแนกตามการออกแบบแม่พิมพ์ได้ และการออกแบบแม่พิมพ์มีบทบาทสำคัญในกระบวนการตีขึ้นรูป โดยกำหนดรูปร่างและความซับซ้อนของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

 

• √การตีขึ้นรูปแบบเปิด-หรือที่เรียกว่าการตีขึ้นรูปแบบอิสระ เกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปชิ้นงานระหว่างแม่พิมพ์ทรงแบนหรือแบบเรียบๆ สองตัวที่ไม่ได้ปิดล้อมโลหะไว้ทั้งหมด ผู้ปฏิบัติงานควบคุมชิ้นงานเพื่อให้ได้รูปทรงที่ต้องการโดยการตอกหรือกดซ้ำๆ การตีขึ้นรูปอิสระไม่เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนและมีพิกัดความเผื่อต่ำ และมักต้องมีการตัดเฉือนตามมาเพื่อให้ได้ขนาดสุดท้าย

กระบวนการนี้สามารถผลิตชิ้นส่วนโลหะได้หลายประเภท เช่น การตีขึ้นรูป ชิ้นส่วนค้อน และการหล่อ และชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่มี-ความแข็งแกร่งและความทนทานสูง- เช่น เพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ และแบริ่ง

 

• √ปิด-การตีขึ้นรูป

เรียกอีกอย่างว่าการตีขึ้นรูป-ด้วยแม่พิมพ์ กระบวนการนี้ใช้แม่พิมพ์สองตัวที่มีการพิมพ์-ก่อนตัดของชิ้นส่วนสุดท้าย ชิ้นงานจะถูกวางระหว่างแม่พิมพ์เหล่านี้ และใช้แรงกด เพื่อบังคับให้โลหะเติมเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ และมีประโยชน์ดังต่อไปนี้:

1. 1. ความแม่นยำและความสม่ำเสมอสูง: วิธีนี้ผลิตชิ้นส่วนที่มีพิกัดความเผื่อต่ำและรูปทรงที่ซับซ้อนพร้อมความสามารถในการทำซ้ำในระดับสูง
2. 2. คุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่า สร้างโครงสร้างเกรนที่ประณีตตามรูปร่างของชิ้นส่วน ส่งผลให้มีความแข็งแกร่ง ความเหนียว และความต้านทานต่อความล้าที่เหนือกว่า
3. 3. ต้นทุน-มีประสิทธิภาพ ข้อเสียคือต้นทุนเครื่องมือเริ่มแรกสูง แต่เป็นกระบวนการที่คุ้มค่า-สำหรับการดำเนินการผลิตจำนวนมาก

การตีขึ้นรูปแบบปิด-มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์สำหรับชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ข้อนิ้วบังคับเลี้ยว ก้านสูบ และเพลาเพลา รวมถึงในการบินและอวกาศสำหรับส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญ

 

 

• √ม้วนตี

การตีขึ้นรูปจะใช้ลูกกลิ้งทรงกระบอกหรือกึ่งทรงกระบอก-ที่ตรงข้ามกันซึ่งมีรอยร่องเพื่อสร้างรูปทรงแท่งหรือแท่งเหล็กที่ให้ความร้อน เมื่อชิ้นงานเคลื่อนผ่านระหว่างลูกกลิ้งที่กำลังหมุน ความหนาจะลดลง และความยาวจะเพิ่มขึ้น มีข้อดีดังต่อไปนี้:

1. 1. เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ยาว โซลูชันนี้มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตชิ้นส่วนที่ยาวและเรียวซึ่งมีหน้าตัดที่แตกต่างกัน-
2. 2. โครงสร้างเกรนที่ดีเยี่ยม สามารถสร้างโครงสร้างเกรนที่ดี ส่งผลให้มีคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่า

กระบวนการนี้มักใช้ในการผลิตส่วนประกอบสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ เช่น เพลา แหนบ และเพลาเรียว รวมถึงเครื่องมือช่าง เช่น มีด

 

• √อารมณ์เสียการปลอม

การตีขึ้นรูปแบบไม่พอใจหรือที่เรียกว่าส่วนหัว จะเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นงานโดยการบีบอัดความยาวของชิ้นงาน และกระบวนการนี้สามารถทำได้ในหลายขั้นตอนเพื่อสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน มันมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

1. 1. อัตราการผลิตที่สูง เป็นกระบวนการที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพซึ่งเหมาะสำหรับ-การผลิตที่มีปริมาณสูง
2. 2. ความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้น กระบวนการนี้จะสร้างการไหลของเกรนอย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานต่อความล้าของชิ้นส่วน

การตีขึ้นรูปแบบเสียดสีมักใช้ในการผลิตตัวยึด เช่น โบลท์และสกรู รวมถึงวาล์วเครื่องยนต์ ข้อต่อ และก้านลูกสูบสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ การบินและอวกาศ และการก่อสร้าง

 

ข้อบกพร่องในการวัดการตีขึ้นรูปและการป้องกัน

 

กระบวนการตีขึ้นรูปและอุปกรณ์การผลิตได้รับการปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และยังมีข้อบกพร่องทั่วไปบางประการที่พบในการผลิตจำนวนมาก ดังนั้นการระบุและการจัดการกับสิ่งเหล่านั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและประสิทธิภาพของชิ้นส่วนสมรรถนะที่มีความทนทานต่อลูกค้าของเราสูง

 

• √รอยแตกร้าวมักพบบนพื้นผิวของชิ้นส่วนปลอมแปลง ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิต่ำหรือความเครียดที่มากเกินไป
• √รอบจะเกิดขึ้นในระหว่างการพับซึ่งเป็นรอยต่อที่ละเอียดอ่อนในส่วนนี้ มักเกิดจากการไหลของวัสดุไม่เพียงพอและการออกแบบแม่พิมพ์ที่ไม่ดี
• √ระบบปิดด้วยความเย็น ข้อบกพร่องนี้สามารถสร้างตะเข็บที่อ่อนแอซึ่งมักเกี่ยวข้องกับความร้อนที่ไม่เพียงพอ เป็นข้อบกพร่องแบบตักชนิดหนึ่ง ซึ่งหมายถึงการยึดเกาะที่อ่อนแอหรือการเชื่อมต่อที่เกิดจากการไหลของวัสดุที่ไม่เหมาะสม
• √ช่องว่างซึ่งมักเกิดจากการออกแบบที่ไม่ดีหรือเทคนิคการให้ความร้อนที่ไม่เหมาะสม ซึ่งมักทำให้ก๊าซหรืออากาศติดอยู่ในโลหะระหว่างการตีขึ้นรูป ส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงและความทนทานของชิ้นงาน
• √แฟลชส่วนเกินในระหว่างการตี วัสดุจะไหลออกจากโพรงแม่พิมพ์
• √คุณภาพพื้นผิวไม่ดี เช่น การขัดเงา เนื่องจากการเสียดสีมากเกินไประหว่างกระบวนการตีขึ้นรูป รอยขีดข่วนหรือรอยเว้าที่เหลืออยู่บนพื้นผิวของชิ้นส่วน
• √โครงสร้างเกรนที่ไม่เพียงพอ อาจเกิดจากการออกแบบที่ไม่ดี ความร้อนไม่เพียงพอ คุณภาพวัสดุที่ไม่ดี ซึ่งนำไปสู่รูปแบบของเกรนที่ไม่เพียงพอ ซึ่งทำให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้างของโลหะอ่อนแอลง

 

ในการตรวจสอบข้อบกพร่องเหล่านี้ในระหว่างกระบวนการผลิต มีการใช้เทคนิค NDT (การทดสอบโดยไม่{0}}ทำลายล้าง) ที่ได้รับความนิยมบางประการด้านล่างนี้:

 

 

 

 

 

การตีขึ้นรูปไม่จำเป็นต้องมี NDT ที่ระบุไว้ข้างต้นทั้งหมด และ Fabmann ก็สามารถจัดหาวิธีการทดสอบเหล่านี้เพื่อวัตถุประสงค์ในการควบคุมคุณภาพได้ วิศวกรที่มีคุณภาพของเราสามารถช่วยลูกค้าของเราระบุข้อบกพร่องหรือข้อบกพร่องในการออกแบบในผลิตภัณฑ์ก่อนที่จะมีการผลิตเป็นจำนวนมาก ทีมงานของเรามุ่งมั่นที่จะนำเสนอบริการคุณภาพสูงสำหรับชิ้นส่วนปลอมแปลงในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงน้ำมันและก๊าซ เช่นตัวยึด PED แบบเฉือนปิโตรเคมี โครงสร้างพื้นฐาน และการก่อสร้าง