מהו חישול? סיווג ומאפיינים

חישול הוא שם כולל לחישול והטבעה. זוהי שיטת עיבוד ועיצוב המשתמשת בפטיש, סדן ומכה של מכונת חישול או תבנית כדי להפעיל לחץ על החלק הריק ולגרום לעיוות פלסטי ולקבל חלקים בצורה ובגודל הנדרשים.

מה זה חישול

במהלך תהליך הזיוף, כל החלק הגולמי עובר דפורמציה פלסטית משמעותית וכמות גדולה יחסית של זרימה פלסטית. בתהליך ההטבעה, החלק הגולמי נוצר בעיקר על ידי שינוי המיקום המרחבי של כל אזור חלק, ואין זרימה פלסטית על פני מרחק גדול בתוכו. זיוף משמש בעיקר לעיבוד חלקי מתכת. ניתן להשתמש בו גם לעיבוד חלקים לא מתכות מסוימים, כגון פלסטיק הנדסי, גומי, חלקים קרמיים, לבנים ועיצוב חומרים מרוכבים.

גלגול, משיכה וכו' בתעשיות החישול והמטלורגיה הם כולם עיבוד פלסטיק או עיבוד בלחץ. עם זאת, חישול משמש בעיקר לייצור חלקי מתכת, בעוד שגלגול ומשיכה משמשים בעיקר לייצור חומרי מתכת למטרות כלליות כגון לוחות, רצועות, צינורות, פרופילים וחוטים.

סיווג של חישול

חישול מסווג בעיקר לפי שיטת העיצוב וטמפרטורת העיוות. לפי שיטת העיצוב, ניתן לחלק את החישול לשתי קטגוריות: חישול והטבעה. לפי טמפרטורת העיוות, ניתן לחלק את החישול לחישול חם, חישול קר, חישול חם, חישול איזותרמי וכו'.

1. חישול חם

חישול חם הוא חישול המבוצע מעל טמפרטורת ההתגבשות מחדש של המתכת. העלאת הטמפרטורה יכולה לשפר את הפלסטיות של המתכת, דבר המועיל לשיפור האיכות הפנימית של חומר העבודה ולהפחתת הסיכוי להיסדק. טמפרטורות גבוהות יכולות גם להפחית את עמידות המתכת לעיוות ולהפחית את כמות החומר הנדרשת.מכונות חישולעם זאת, ישנם תהליכי חישול חמים רבים, דיוק חומר העבודה ירוד והמשטח אינו חלק. חומרי החישול נוטים לחמצון, דה-קרבוריזציה ונזקי שריפה. כאשר חומר העבודה גדול ועבה, לחומר חוזק גבוה ופלסטיות נמוכה (כגון כיפוף גלילי של לוחות עבים במיוחד, משיכה של מוטות פלדה עתירי פחמן וכו'), ולכן משתמשים בחישול חם.
טמפרטורות חישול חמות נפוצות הן: פלדת פחמן 800~1250℃; פלדת מבנה מסגסוגת 850~1150℃; פלדה מהירה 900~1100℃; סגסוגת אלומיניום נפוצה 380~500℃; סגסוגת 850~1000℃; פליז 700~900℃.

2. חישול קר

חישול קר הוא חישול המבוצע מתחת לטמפרטורת ההתגבשות מחדש של המתכת. באופן כללי, חישול קר מתייחס לחישול בטמפרטורת החדר.

לחלקי עבודה שנוצרו על ידי חישול קר בטמפרטורת החדר יש דיוק צורה וממדים גבוה, משטחים חלקים, מעט שלבי עיבוד ונוחות לייצור אוטומטי. חלקים רבים שעברו חישול קר והטבעה קרה ניתנים לשימוש ישיר כחלקים או מוצרים ללא צורך בעיבוד שבבי. עם זאת, במהלך חישול קר, בשל הפלסטיות הנמוכה של המתכת, קל להתרחש סדקים במהלך עיוות ועמידות העיוות גדולה, מה שמצריך מכונות חישול במשקל גדול.

3. חישול חם

חישול בטמפרטורה גבוהה מהטמפרטורה הרגילה אך לא עולה על טמפרטורת ההתגבשות מחדש נקרא חישול חם. המתכת מתחממת מראש, וטמפרטורת החימום נמוכה בהרבה מזו של חישול חם. לחישול חם יש דיוק גבוה יותר, משטח חלק יותר ועמידות נמוכה לעיוות.

4. חישול איזותרמי

חישול איזותרמי שומר על טמפרטורת החומר הריק קבועה לאורך כל תהליך העיצוב. חישול איזותרמי הוא ניצול מלא של הפלסטיות הגבוהה של מתכות מסוימות באותה טמפרטורה או השגת מבנים ותכונות ספציפיים. חישול איזותרמי דורש שמירה על התבנית והחומר הרע בטמפרטורה קבועה, דבר הדורש עלויות גבוהות ומשמש רק לתהליכי חישול מיוחדים, כגון עיצוב סופר-פלסטי.

מאפייני חישול

חישול יכול לשנות את מבנה המתכת ולשפר את תכונות המתכת. לאחר חישול חם של המטיל, הרפיון המקורי, הנקבוביות, הסדקים המיקרו וכו' במצב היצוק נדחסים או מרותכים. הדנדריטים המקוריים נשברים, מה שהופך את הגרגירים לעדינים יותר. במקביל, הפרדת הקרביד המקורית והפיזור הלא אחיד משתנים. המבנה הופך לאחיד, כדי לקבל חישולים צפופים, אחידים, עדינים, בעלי ביצועים כלליים טובים ואמינים בשימוש. לאחר עיוות החישול על ידי חישול חם, למתכת יש מבנה סיבי. לאחר עיוות חישול קר, גביש המתכת הופך מסודר.

חישול הוא תהליך של יצירת זרימה פלסטית של המתכת ליצירת חומר עבודה בעל הצורה הרצויה. נפח המתכת אינו משתנה לאחר הזרימה הפלסטית עקב כוח חיצוני, והמתכת תמיד זורמת לחלק בעל ההתנגדות הנמוכה ביותר. בייצור, צורת חומר העבודה נשלטת לעתים קרובות על פי חוקים אלה כדי להשיג עיוותים כגון עיבוי, התארכות, התפשטות, כיפוף ומשיכה עמוקה.

גודל חומר העבודה המחושל מדויק ותורם לארגון ייצור המוני. מידות עיצוב התבניות ביישומים כגון חישול, שיחול והטבעה מדויקות ויציבות. ניתן להשתמש במכונות חישול יעילות גבוהה ובקווי ייצור אוטומטיים לחישול כדי לארגן ייצור המוני או ייצור המוני מיוחד.

מכונות חישול נפוצות כוללות פטישי חישול,מכבשים הידראולייםומכבשים מכניים. לפטיש הזיוף יש מהירות פגיעה גדולה, דבר המועיל לזרימה הפלסטית של המתכת, אך הוא גם יגרום לרעידות. מכבש הידראולי משתמש בזיוף סטטי, דבר המועיל לזיוף המתכת ולשיפור המבנה. העבודה יציבה, אך הפרודוקטיביות נמוכה. למכבש המכני יש מהלך קבוע וקל ליישם אותו במכניזציה ואוטומציה.

מגמת פיתוח של טכנולוגיית חישול

1) לשפר את האיכות הפנימית של חלקים מזויפים, בעיקר לשיפור התכונות המכניות שלהם (חוזק, פלסטיות, קשיחות, חוזק עייפות) ואמינותם.
זה דורש יישום טוב יותר של תורת הדפורמציה הפלסטית של מתכות. שימוש בחומרים בעלי איכות טובה יותר באופן מטבעם, כגון פלדה שטופלה בוואקום ופלדה המותכת בוואקום. ביצוע חימום מקדים וטיפול בחום של הזיוף בצורה נכונה. בדיקות לא הרסניות קפדניות ונרחבות יותר של חלקים מזויפים.

2) פיתוח נוסף של טכנולוגיית חישול מדויק והטבעה מדויקת. עיבוד ללא חיתוך הוא המדד והכיוון החשובים ביותר עבור תעשיית המכונות לשיפור ניצול החומרים, שיפור פריון העבודה והפחתת צריכת האנרגיה. פיתוח חימום לא חמצוני של חומרי חישול, כמו גם חומרי עובש ושיטות טיפול פני שטח בעלי קשיות גבוהה, עמידות בפני שחיקה ובעלי חיים ארוכים, יקדמו את היישום המורחב של חישול מדויק והטבעה מדויקת.

3) פיתוח ציוד חישול וקווי ייצור חישול בעלי פרודוקטיביות ואוטומציה גבוהות יותר. בייצור ייעודי, פרודוקטיביות העבודה משתפרת מאוד ועלויות החישול מופחתות.

4) פיתוח מערכות גמישות לעיצוב חומרי חישול (יישום טכנולוגיית קבוצתית, החלפת תבניות מהירה וכו'). זה מאפשר ייצור חומרי חישול רב-מגוונים ובקבוצות קטנות, תוך שימוש בציוד או קווי ייצור יעילים ואוטומטיים ביותר. הפרודוקטיביות והחסכוניות יהיו קרובות לרמת הייצור ההמוני.

5) פיתוח חומרים חדשים, כגון שיטות עיבוד חישול של חומרי אבקת מטלורגיה (במיוחד אבקת מתכת דו-שכבתית), מתכת נוזלית, פלסטיק מחוזק בסיבים וחומרים מרוכבים אחרים. פיתוח טכנולוגיות כגון עיצוב סופר-פלסטי, עיצוב באנרגיה גבוהה ועיצוב פנימי בלחץ גבוה.