Kucie to zbiorcza nazwa kucia i tłoczenia. Jest to metoda obróbki plastycznej, która wykorzystuje młot, kowadło i stempel kuźni lub formy do wywierania nacisku na wykrojony element, powodując jego odkształcenie plastyczne w celu uzyskania elementów o wymaganym kształcie i rozmiarze.
Co to jest kucie
Podczas procesu kucia cały wykrojnik ulega znacznemu odkształceniu plastycznemu i charakteryzuje się stosunkowo dużym przepływem tworzywa sztucznego. W procesie tłoczenia, wykrojnik jest formowany głównie poprzez zmianę położenia przestrzennego każdego obszaru, a przepływ tworzywa sztucznego w jego wnętrzu nie występuje na dużą odległość. Kucie jest wykorzystywane głównie do obróbki części metalowych. Może być również wykorzystywane do obróbki niektórych materiałów niemetalicznych, takich jak tworzywa konstrukcyjne, guma, wykroje ceramiczne, cegły oraz formowanie materiałów kompozytowych.
Walcowanie, ciągnienie itp. w kuźniach i hutnictwie to procesy obróbki plastycznej lub ciśnieniowej. Kucie jest jednak wykorzystywane głównie do produkcji części metalowych, podczas gdy walcowanie i ciągnienie służą głównie do produkcji materiałów metalowych ogólnego przeznaczenia, takich jak blachy, taśmy, rury, profile i druty.
Klasyfikacja kucia
Kucie klasyfikuje się głównie według metody formowania i temperatury odkształcenia. Ze względu na metodę formowania, kucie można podzielić na dwie kategorie: kucie i tłoczenie. Ze względu na temperaturę odkształcenia, kucie można podzielić na kucie na gorąco, kucie na zimno, kucie na ciepło, kucie izotermiczne itp.
1. Kucie na gorąco
Kucie na gorąco to kucie wykonywane powyżej temperatury rekrystalizacji metalu. Podwyższenie temperatury może poprawić plastyczność metalu, co korzystnie wpływa na jakość wewnętrzną przedmiotu obrabianego i zmniejsza ryzyko pękania. Wysokie temperatury mogą również zmniejszyć odporność metalu na odkształcenia i zmniejszyć wymagany tonaż.maszyny kuźnicze. Istnieje jednak wiele procesów kucia na gorąco, w których precyzja przedmiotu obrabianego jest niska, a powierzchnia nie jest gładka. Ponadto odkuwki są podatne na utlenianie, odwęglenie i przypalenie. W przypadku dużych i grubych elementów, materiał charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i niską plastycznością (np. przy gięciu walcowym blach o bardzo dużej grubości, ciągnieniu prętów ze stali wysokowęglowej itp.), dlatego stosuje się kucie na gorąco.
Ogólnie stosowane temperatury kucia na gorąco to: stal węglowa 800~1250℃; stal konstrukcyjna stopowa 850~1150℃; stal szybkotnąca 900~1100℃; powszechnie stosowany stop aluminium 380~500℃; stop 850~1000℃; mosiądz 700~900℃.
2. Kucie na zimno
Kucie na zimno to kucie wykonywane poniżej temperatury rekrystalizacji metalu. Ogólnie rzecz biorąc, kucie na zimno odnosi się do kucia w temperaturze pokojowej.
Elementy obrabiane metodą kucia na zimno w temperaturze pokojowej charakteryzują się wysoką dokładnością kształtu i wymiarów, gładkimi powierzchniami, minimalną liczbą etapów obróbki i są łatwe w produkcji zautomatyzowanej. Wiele elementów kutych i tłoczonych na zimno może być bezpośrednio wykorzystanych jako części lub produkty bez konieczności obróbki mechanicznej. Jednak podczas kucia na zimno, ze względu na niską plastyczność metalu, łatwo o pękanie podczas odkształcania, a odporność na odkształcenia jest duża, co wymaga kuźni o dużej mocy.
3. Kucie na ciepło
Kucie w temperaturze wyższej niż temperatura normalna, ale nieprzekraczającej temperatury rekrystalizacji, nazywa się kuciem na ciepło. Metal jest podgrzewany wstępnie, a temperatura nagrzewania jest znacznie niższa niż w przypadku kucia na gorąco. Kucie na ciepło charakteryzuje się większą precyzją, gładszą powierzchnią i niską odpornością na odkształcenia.
4. Kucie izotermiczne
Kucie izotermiczne utrzymuje stałą temperaturę wykroju przez cały proces formowania. Celem kucia izotermicznego jest pełne wykorzystanie wysokiej plastyczności niektórych metali w tej samej temperaturze lub uzyskanie określonych struktur i właściwości. Kucie izotermiczne wymaga utrzymywania formy i odlewu w stałej temperaturze, co wiąże się z wysokimi kosztami i jest stosowane wyłącznie w specjalnych procesach kucia, takich jak formowanie nadplastyczne.
Charakterystyka kucia
Kucie może zmienić strukturę metalu i poprawić jego właściwości. Po kuciu na gorąco wlewka, pierwotne luzy, pory, mikropęknięcia itp. w stanie odlewu zostają zagęszczone lub zespawane. Pierwotne dendryty zostają rozbite, co powoduje drobniejsze ziarna. Jednocześnie zmienia się pierwotna segregacja i nierównomierne rozmieszczenie węglików. Należy ujednolicić strukturę, aby uzyskać odkuwki o dużej gęstości, jednorodności, drobnych ziarnach, dobrej ogólnej wydajności i niezawodności użytkowania. Po odkształceniu odkuwki na gorąco metal ma strukturę włóknistą. Po odkształceniu na zimno kryształ metalu staje się uporządkowany.
Kucie polega na plastycznym przepływie metalu w celu nadania mu pożądanego kształtu. Objętość metalu po przejściu w stan plastyczny nie zmienia się pod wpływem siły zewnętrznej, a metal zawsze przepływa do elementu stawiającego najmniejszy opór. W produkcji kształt przedmiotu obrabianego jest często kontrolowany zgodnie z tymi prawami, aby uzyskać odkształcenia, takie jak pogrubienie, wydłużenie, rozszerzenie, zginanie i głębokie tłoczenie.
Dokładność wymiarów odkuwanego elementu sprzyja organizacji produkcji masowej. Wymiary form formujących w zastosowaniach takich jak kucie, wytłaczanie i tłoczenie są precyzyjne i stabilne. Wysokowydajne maszyny kuźnicze i automatyczne linie produkcyjne do kucia mogą być wykorzystywane do organizacji wyspecjalizowanej produkcji masowej.
Do powszechnie stosowanych maszyn kuźniczych należą młoty kuźnicze,prasy hydraulicznei prasy mechaniczne. Młot kuźniczy ma dużą prędkość uderzenia, co jest korzystne dla plastycznego płynięcia metalu, ale powoduje wibracje. Prasa hydrauliczna wykorzystuje kucie statyczne, co jest korzystne dla kucia metalu i poprawy jego struktury. Praca jest stabilna, ale wydajność jest niska. Prasa mechaniczna ma stały skok i jest łatwa do wdrożenia w mechanizacji i automatyzacji.
Trend rozwoju technologii kucia
1) Poprawa jakości wewnętrznej części kutych, głównie w celu poprawy ich właściwości mechanicznych (wytrzymałości, plastyczności, wiązkości, wytrzymałości zmęczeniowej) i niezawodności.
Wymaga to lepszego zastosowania teorii odkształcenia plastycznego metali. Należy stosować materiały o z natury lepszej jakości, takie jak stal poddana obróbce próżniowej i stal topiona próżniowo. Należy prawidłowo przeprowadzać nagrzewanie wstępne i obróbkę cieplną kucia. Należy również przeprowadzać bardziej rygorystyczne i obszerne badania nieniszczące elementów kutych.
2) Dalszy rozwój technologii precyzyjnego kucia i precyzyjnego tłoczenia. Obróbka bezwiórowa jest najważniejszym środkiem i kierunkiem rozwoju przemysłu maszynowego, który pozwala na poprawę wykorzystania materiałów, zwiększenie wydajności pracy i zmniejszenie zużycia energii. Rozwój technologii beztlenowego nagrzewania półfabrykatów kuźniczych, a także materiałów form o wysokiej twardości, odporności na zużycie i trwałości oraz metod obróbki powierzchni będzie sprzyjał szerszemu zastosowaniu technologii precyzyjnego kucia i precyzyjnego tłoczenia.
3) Rozwój urządzeń kuźniczych i linii produkcyjnych o wyższej wydajności i automatyzacji. W wyspecjalizowanej produkcji wydajność pracy ulega znacznemu zwiększeniu, a koszty kucia maleją.
4) Opracowanie elastycznych systemów formowania kuźniczego (z zastosowaniem technologii grupowej, szybkiej wymiany matryc itp.). Umożliwi to produkcję różnorodnych, małoseryjnych odkuwek z wykorzystaniem wysokowydajnych i wysoce zautomatyzowanych urządzeń kuźniczych lub linii produkcyjnych. Zwiększenie wydajności i ekonomiczności produkcji do poziomu produkcji masowej.
5) Opracowywać nowe materiały, takie jak metody kucia materiałów metalurgii proszków (zwłaszcza dwuwarstwowego proszku metalu), ciekłego metalu, tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami i innych materiałów kompozytowych. Opracowywać technologie takie jak formowanie nadplastyczne, formowanie wysokoenergetyczne i formowanie wewnętrzne pod wysokim ciśnieniem.
Czas publikacji: 04-02-2024
