Støbe- og smedeproces

Kort beskrivelse:

Produktdetaljer

Produkt Tags

Introduktion af støbe- og smededele

Ved metalbearbejdning er støbning en proces, hvor et flydende metal leveres ind i en form (normalt ved hjælp af en digel), der indeholder et negativt indtryk (dvs. et tredimensionelt negativt billede) af den tilsigtede form.Metallet hældes i formen gennem en hul kanal kaldet en sprue.Metallet og formen afkøles derefter, og metaldelen (støbningen) trækkes ud.Støbning bruges oftest til at lave komplekse former, som ville være vanskelige eller uøkonomiske at lave ved andre metoder.
Støbeprocesser har været kendt i tusinder af år, og har været meget brugt til skulptur (især i bronze), smykker i ædle metaller og våben og værktøj.Højkonstruerede støbegods findes i 90 procent af varigt gods, herunder biler, lastbiler, rumfart, tog, minedrift og entreprenørudstyr, oliebrønde, apparater, rør, brandhaner, vindmøller, nukleare anlæg, medicinsk udstyr, forsvarsprodukter, legetøj og mere.

Traditionelle teknikker omfatter støbning med tabt voks (som yderligere kan opdeles i centrifugalstøbning og vakuumassisteret direkte støbning), gipsstøbning og sandstøbning.

Den moderne støbeproces er underopdelt i to hovedkategorier: forbrugsgodt og ikke-forbrugsgodt støbning.Det nedbrydes yderligere af formmaterialet, såsom sand eller metal, og hældemetode, såsom tyngdekraft, vakuum eller lavt tryk.

Smedning er en fremstillingsproces, der involverer formning af metal ved hjælp af lokaliserede trykkræfter.Slagene leveres med en hammer (ofte en krafthammer) eller en matrice.Smedning klassificeres ofte efter den temperatur, hvorved det udføres: koldsmedning (en type koldbearbejdning), varmsmedning eller varmsmedning (en type varmbearbejdning).For de to sidstnævnte opvarmes metallet, normalt i en smedje.Smedede dele kan variere i vægt fra mindre end et kilogram til hundredvis af metriske tons. Smedning er blevet udført af smede i årtusinder;de traditionelle produkter var køkkenudstyr, isenkram, håndværktøj, kantede våben, bækkener og smykker.Siden den industrielle revolution er smedede dele meget brugt i mekanismer og maskiner, hvor en komponent kræver høj styrke;sådanne smedninger kræver normalt yderligere bearbejdning (såsom bearbejdning) for at opnå en næsten færdig del.I dag er smedning en stor verdensomspændende industri

Brugbare støbe- og smededele

Forbrugelig formstøbning er en generisk klassifikation, der inkluderer sand, plastik, skal, gips og investerings (lost-wax-teknik) støbninger.Denne metode til formstøbning involverer brugen af midlertidige, ikke-genanvendelige forme.

Forskellige processer af støbning og smedning

Sandstøbning
Sandstøbning er en af de mest populære og enkleste støbetyper, og har været brugt i århundreder.Sandstøbning giver mulighed for mindre partier end permanent formstøbning og til en meget rimelig pris.Denne metode giver ikke kun producenterne mulighed for at skabe produkter til en lav pris, men der er andre fordele ved sandstøbning, såsom meget små operationer.Processen giver mulighed for støbninger, der er små nok til at passe i håndfladen til dem, der kun er store nok til togsenge (én støbning kan skabe hele sengen til en jernbanevogn).Sandstøbning gør det også muligt at støbe de fleste metaller afhængigt af hvilken type sand der bruges til formene.

Sandstøbning kræver en gennemløbstid på dage, eller endda uger nogle gange, for produktion ved høje outputhastigheder (1-20 stykker/time-form) og er uovertruffen for store deleproduktion.Grønt (fugtigt) sand, som er sort i farven, har næsten ingen delvægtgrænse, hvorimod tørt sand har en praktisk delmassegrænse på 2.300–2.700 kg (5.100–6.000 lb).Mindste delvægt varierer fra 0,075–0,1 kg (0,17–0,22 lb).Sandet bindes ved hjælp af ler, kemiske bindemidler eller polymeriserede olier (såsom motorolie).Sand kan genbruges mange gange i de fleste operationer og kræver kun lidt vedligeholdelse.

Muldstøbning
Muldstøbning er blevet brugt til at fremstille store symmetriske genstande som kanoner og kirkeklokker.Lerjord er en blanding af ler og sand med halm eller møg.En model af det producerede er dannet i et sprødt materiale (chemise).Formen dannes omkring denne chemise ved at dække den med muldjord.Dette bages (brændes), og chemisen fjernes.Formen stilles derefter oprejst i en grube foran ovnen til metallet, der skal hældes.Bagefter brækkes formen af.Forme kan således kun bruges én gang, så andre metoder foretrækkes til de fleste formål.

Gipsstøbning
Gipsstøbning ligner sandstøbning, bortset fra at der bruges gips i stedet for sand som formmateriale.Generelt tager formen mindre end en uge at forberede, hvorefter der opnås en produktionshastighed på 1-10 enheder/time-form, med emner så massive som 45 kg (99 lb) og så små som 30 g (1 oz) med meget god overfladefinish og tætte tolerancer.[5]Gipsstøbning er et billigt alternativ til andre støbeprocesser for komplekse dele på grund af de lave omkostninger ved gipset og dets evne til at producere næsten netformede støbegods.Den største ulempe er, at den kun kan bruges med ikke-jernholdige materialer med lavt smeltepunkt, såsom aluminium, kobber, magnesium og zink.

Skalstøbning
Skalstøbning ligner sandstøbning, men støbehulrummet er dannet af en hærdet "skal" af sand i stedet for en kolbe fyldt med sand.Det anvendte sand er finere end sandstøbesand og blandes med en harpiks, så det kan opvarmes af mønsteret og hærdes til en skal rundt om mønsteret.På grund af harpiksen og det finere sand giver det en meget finere overfladefinish.Processen er let automatiseret og mere præcis end sandstøbning.Almindelige metaller, der støbes, omfatter støbejern, aluminium, magnesium og kobberlegeringer.Denne proces er ideel til komplekse genstande, der er små til mellemstore.

Investeringsstøbning
Investeringsstøbning (kendt som støbning med tabt voks i kunsten) er en proces, der er blevet praktiseret i tusinder af år, hvor processen med tabt voks er en af de ældste kendte metalformningsteknikker.Fra for 5000 år siden, hvor bivoks dannede mønsteret, til nutidens højteknologiske voksarter, ildfaste materialer og speciallegeringer, sikrer støbegodsene, at komponenter af høj kvalitet produceres med de vigtigste fordele som nøjagtighed, repeterbarhed, alsidighed og integritet.
Investeringsstøbning får sit navn fra det faktum, at mønsteret er investeret i, eller omgivet, med et ildfast materiale.Voksmønstrene kræver ekstrem omhu, da de ikke er stærke nok til at modstå de kræfter, der opstår under fremstillingen af formen.En fordel ved investeringsstøbning er, at voksen kan genbruges.

Processen er velegnet til repeterbar produktion af netformede komponenter fra en række forskellige metaller og højtydende legeringer.Selvom den generelt anvendes til små støbegods, er denne proces blevet brugt til at fremstille komplette flydørrammer med stålstøbninger på op til 300 kg og aluminiumsstøbegods på op til 30 kg.Sammenlignet med andre støbeprocesser såsom trykstøbning eller sandstøbning, kan det være en dyr proces.Komponenterne, der kan fremstilles ved hjælp af investeringsstøbning, kan dog inkorporere indviklede konturer, og i de fleste tilfælde er komponenterne støbt nær nettoform, så de kræver kun lidt eller ingen efterbearbejdning, når de først er støbt.

Fordele og ulemper ved at smede dele

Smedning kan producere et stykke, der er stærkere end en tilsvarende støbt eller bearbejdet del.Da metallet formes under smedningsprocessen, deformeres dets indre korntekstur for at følge delens generelle form.Som et resultat er teksturvariationen kontinuerlig gennem hele delen, hvilket giver anledning til et stykke med forbedrede styrkeegenskaber. Ydermere kan smedegods opnå en lavere totalomkostning end støbning eller fremstilling.I betragtning af alle de omkostninger, der påløber i et produkts livscyklus fra indkøb til leveringstid til efterbearbejdning, og indregning af omkostningerne til skrot og nedetid og andre kvalitetshensyn, kan de langsigtede fordele ved smedegods opveje de kortsigtede omkostningsbesparelser som støbegods eller fabrikationer kan tilbyde.

Nogle metaller kan være smedet kolde, men jern og stål er næsten altid varmsmedet.Varmsmedning forhindrer den arbejdshærdning, der ville være resultatet af koldformning, hvilket ville øge vanskeligheden ved at udføre sekundære bearbejdningsoperationer på emnet.Selvom arbejdshærdning kan være ønskelig under nogle omstændigheder, er andre fremgangsmåder til hærdning af emnet, såsom varmebehandling, generelt mere økonomiske og mere kontrollerbare.Legeringer, der er modtagelige for udfældningshærdning, såsom de fleste aluminiumslegeringer og titanium, kan varmsmedes, efterfulgt af hærdning.

Produktionssmedning involverer betydelige anlægsudgifter til maskiner, værktøj, faciliteter og personale.I tilfælde af varmsmedning kræves en højtemperaturovn (nogle gange omtalt som smedjen) for at opvarme barrer eller barrer.På grund af størrelsen af de massive smedehamre og presser og de dele, de kan producere, samt de farer, der er forbundet med at arbejde med varmt metal, er der ofte behov for en særlig bygning til at huse operationen.I tilfælde af faldsmedning skal der træffes foranstaltninger til at absorbere stød og vibrationer genereret af hammeren.De fleste smedeoperationer bruger metalformende matricer, som skal bearbejdes præcist og omhyggeligt varmebehandles for at forme emnet korrekt, samt for at modstå de enorme kræfter, der er involveret.