단조에는 어떤 공정이 필요한가요?

단조는 단조 기계를 사용하여 금속 블랭크에 압력을 가하여 소성 변형을 일으켜 특정 기계적 특성, 모양 및 크기를 가진 단조품을 얻는 가공 방법입니다. 단조와 스탬핑은 모두 플라스틱 가공 특성이며 총칭하여 단조라고 합니다.

단조는 기계 제조에서 일반적으로 사용되는 성형 방법입니다. 단조를 통해 금속의 주조 헐거움과 용접 구멍을 제거할 수 있으며 단조의 기계적 특성은 일반적으로 동일한 재료의 주조보다 우수합니다. 하중이 크고 작업조건이 가혹한 기계의 중요한 부품에는 압연판, 프로파일, 용접부품 등 단순한 형상을 제외하고는 대부분 단조품이 사용됩니다.

단조는 가공 시 블랭크의 온도에 따라 냉간단조와 열간단조로 구분된다. 냉간 단조는 일반적으로 상온에서 가공되는 반면, 열간 단조는 소재 금속의 재결정 온도보다 높은 온도에서 가공됩니다. 가열하여 재결정 온도를 초과하지 않는 상태에서 행해지는 단조를 온간 단조라고 하는 경우도 있습니다. 그러나 이 구분은 생산에 있어 완전히 균일하지 않습니다.

강의 재결정 온도는 460°C 정도인데 일반적으로 800°C를 구분선으로 사용합니다. 800°C 이상은 열간 단조이며, 300~800°C 사이는 온간 단조 또는 반단조라고 합니다. - 열간 단조.

단조품은 성형방법에 따라 자유단조, 금형단조, 냉간압조, 레이디얼 단조, 압출, 성형압연, 롤단조, 압연 등으로 나눌 수 있다. 압력 하에서 빌렛의 변형은 기본적으로 외부에 의해 제한되지 않으며 이는 자유 단조라고도 하며 다른 단조 방법에서 빌렛의 변형은 금형에 의해 제한되며 이를 폐쇄 모드 단조라고 합니다. 압연, 롤 단조, 압연 등의 성형 공구와 블랭크 사이에 상대적인 회전 운동이 있으며, 블랭크를 한 점씩 가압하여 점차적으로 성형하므로 회전 단조라고도 합니다.

단조 재료는 주로 탄소강과 다양한 조성의 합금강이며, 알루미늄, 마그네슘, 구리, 티타늄 등 및 그 합금이 뒤 따릅니다. 재료의 원래 상태에는 막대 스톡, 잉곳, 금속 분말 및 액체 금속이 포함됩니다.

일반적으로 중소형 단조품의 블랭크로는 원형이나 사각바가 사용됩니다. 바의 입자구조와 기계적 성질이 균일하고 양호하며, 형상과 크기가 정확하고 표면품질이 좋아 대량생산의 조직화가 용이하다. 가열 온도와 변형 조건을 합리적으로 제어하면 큰 단조 변형 없이 우수한 성능의 단조품을 단조할 수 있습니다.

잉곳 주조는 대형 단조품에만 사용됩니다. 잉곳은 큰 원주형 결정과 느슨한 중심을 가진 주조 구조입니다. 따라서 우수한 금속구조와 기계적 성질을 얻기 위해서는 주상결정을 큰 소성변형을 통해 미세한 입자로 쪼개고, 느슨하게 하고 압축하는 과정이 필요하다.

압축 및 소결된 분말야금 예비성형품은 뜨거운 상태에서 플래시 없는 금형 단조를 통해 분말 단조품으로 만들 수 있습니다. 단조 분말의 밀도는 일반 금형 단조의 밀도에 가깝고 기계적 특성이 우수하며 정밀도가 높아 후속 절단 가공을 줄일 수 있습니다. 분말 단조품의 내부 구조는 편석 없이 균일하며 소형 기어 및 기타 공작물을 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 분말의 가격은 일반 막대에 비해 훨씬 높으며 생산에 적용하는 데에는 일정한 제한이 있습니다.

금형 캐비티에 부어진 액체 금속에 정압을 가함으로써 압력에 따라 응고, 결정화, 유동, 소성 변형 및 성형되며, 원하는 형상과 성능을 갖춘 금형 단조품을 얻을 수 있습니다. 액체 금속 금형 단조는 다이캐스팅과 금형 단조 사이의 성형 방법으로 일반 금형 단조로 성형하기 어려운 복잡한 얇은 부품에 특히 적합합니다.

단조 방법에 따라 공정이 다르며, 그 중 열간 단조 공정이 가장 길다. 단조 블랭크를 블랭킹하고, 단조 블랭크를 가열하여 단조한다. 단조품의 크기 및 표면 결함을 확인하기 위한 중간 검사, 단조 응력을 제거하고 금속 절단 성능을 향상시키기 위한 청소, 주로 표면 산화 스케일 제거 검사, 일반적으로 단조품의 외관 및 경도 검사를 거쳐야 합니다. , 중요한 단조품은 화학 성분 분석, 기계적 특성, 잔류 응력 및 기타 검사와 비파괴 테스트도 거쳐야 합니다.

단조란 단조기계의 해머, 모루, 펀치, 다이 등을 이용하여 블랭크에 압력을 가하여 소성변형을 일으켜 원하는 형상과 크기로 성형하는 것을 총칭하는 것이다. 부품의 가공방법 및 가공방법.

단조 공정에서 빌렛은 전체적으로 소성 변형을 겪고 스탬핑 공정에서 많은 양의 소성 흐름이 발생하며 빌렛은 주로 영역의 공간적 위치를 변경하여 형성됩니다. 각 부품의 내부 모양이 더 크지 않으며 먼 거리에 걸쳐 플라스틱 흐름이 없습니다.

단조는 주로 금속 부품을 가공하는 데 사용되며 엔지니어링 플라스틱, 고무, 세라믹 블랭크, 벽돌 블랭크 및 복합 재료 성형과 같은 특정 비금속 가공에도 사용할 수 있습니다.

금속공업에서 단조, 압연, 인발 등은 모두 플라스틱 가공이나 압력 가공이지만, 단조는 주로 금속 부품을 생산하는 데 사용되고, 압연, 인발 등은 주로 금속 부품을 생산하는 데 사용된다. 플레이트, 스트립, 파이프, 프로파일 및 와이어와 같은 일반 금속 재료.

신석기시대 말, 인간은 천연 적동을 두드려서 장식품이나 소품을 만들기 시작했다. 중국은 기원전 2000년경부터 도구를 제조하기 위해 냉간 단조 기술을 사용해 왔습니다. 예를 들어, 간쑤성 우웨이(Wuwei)의 치자 문화 유적지(Qijia Cultural Site)에서 발굴된 적동 유물에는 망치질 흔적이 뚜렷이 남아 있습니다. 은나라 중반에는 운석 철을 가열 단조 공정을 통해 무기 제조에 사용했습니다. 춘추후기에 등장한 연철괴는 가열과 단조를 반복하여 산화물 개재물을 압출하여 형성된 것이다.

처음에는 망치를 사용하여 단조했지만 나중에는 로프와 도르래를 당겨 무게를 들어 올린 다음 자유롭게 떨어뜨려 블랭크를 단조했습니다. 14세기 이후에는 동물 동력과 수압식 해머 단조가 등장했습니다.

1842년 영국의 네스미스가 최초의 증기해머를 만들어 단조를 동력화 시대로 이끌었다. 그 후, 단조 유압 프레스, 모터 구동 합판 해머, 공기 단조 해머, 기계식 프레스가 속속 등장했습니다. 합판 망치는 미국 남북전쟁(1861-1865)에 무기의 일부를 단조하는 데 처음 사용되었습니다. 이후 유럽에서는 증기 금형 단조 망치가 등장했으며 점차 금형 단조 공정이 추진되었습니다. 19세기 말에는 현대 단조 기계의 기본 범주가 형성되었습니다.

20세기 초반, 자동차가 대량생산되기 시작하면서 열간단조가 급속히 발전하여 주요 단조공정이 되었다. 20세기 중반에는 열간 단조 프레스, 평면 단조 기계, 앤빌리스 단조 해머가 점차 일반 단조 해머를 대체하여 생산성을 높이고 진동과 소음을 줄였습니다. 단조 블랭크용 저산화 무산화 가열 기술, 고정밀 장수명 금형, 열간 압출, 성형 및 압연, 단조 운전 기계, 머니퓰레이터, 자동 단조 생산 라인 등 새로운 단조 공정의 개발로 효율성과 단조 생산의 경제적 효과는 지속적으로 개선되고 있습니다.

열간 단조에 앞서 냉간 단조가 등장했다. 초기 구리, 금, 은 시트와 동전은 냉간 단조되었습니다. 기계제조에 있어서 냉간단조의 응용은 20세기에 이르러서야 촉진되었으며, 냉간압조, 냉간압출, 레이디얼 단조, 스윙압연 등이 잇달아 발전하여 점차 절단 없이 정밀부품을 생산할 수 있는 효율적인 단조공정이 형성되었다.

초기 스탬핑은 삽, 가위, 펀치, 손망치, 모루 등의 간단한 도구만을 사용하여 금속판(주로 구리 또는 합금판 등)을 성형하여 징, 심벌즈를 제작하였다. , 심벌즈 및 기타 악기 및 캔. 중후판의 생산이 증가하고 스탬핑 수압프레스와 기계식 프레스가 발달함에 따라 스탬핑 가공도 19세기 중반부터 기계화되기 시작했습니다.

미국은 1905년 열간압연 협대강 코일을 생산하기 시작했고, 1926년에는 광대역강을 생산하기 시작했다. 동시에 플레이트와 스트립의 생산량이 증가하고 품질이 향상되며 비용이 감소합니다. 선박, 철도 차량, 보일러, 컨테이너, 자동차, 캔 등의 생산 개발과 결합하여 스탬핑은 가장 널리 사용되는 성형 공정 중 하나가 되었습니다.

단조품은 주로 성형방법과 변형온도에 따라 분류됩니다. 단조는 성형 방법에 따라 단조와 스탬핑으로 나눌 수 있으며, 변형 온도에 따라 열간 단조, 냉간 단조, 온간 단조, 등온 단조 등으로 나눌 수 있습니다.

열간단조는 금속의 재결정온도 이상에서 단조하는 것을 말한다. 온도를 높이면 금속의 가소성이 향상되어 가공물의 본질적인 품질이 향상되고 균열 가능성이 낮아지는 데 도움이 됩니다. 고온은 또한 금속의 변형 저항을 감소시키고 필요한 단조 기계의 톤수를 감소시킬 수 있습니다. 그러나 열간 단조 공정이 많고 공작물의 정밀도가 낮고 표면이 매끄럽지 않으며 단조품이 산화, 탈탄 및 연소되기 쉽습니다.

냉간단조는 금속의 재결정온도보다 낮은 온도에서 단조하는 것을 일반적으로 냉간단조라 함은 주로 상온에서 단조하는 것을 말하며, 상온보다 높은 온도에서 단조하게 된다. 단, 재결정 온도를 초과하지 않는 고온 단조를 온간 단조라고 합니다. 온간 단조는 정밀도가 높고 표면이 매끄러우며 변형 저항이 낮습니다.

상온에서 냉간 단조하여 성형한 공작물은 형상 및 치수 정밀도가 높고 표면이 매끄럽고 가공 단계가 적으며 자동화 생산에 편리합니다. 많은 냉간 단조 및 냉간 스탬핑 부품은 기계 가공 없이 부품이나 제품으로 직접 사용할 수 있습니다.

그러나 냉간단조시에는 금속의 소성이 낮기 때문에 변형시 균열이 발생하기 쉽고 변형저항이 커서 대용량 단조기계가 필요하다.

등온 단조는 전체 성형 공정에서 블랭크의 온도를 일정하게 유지합니다. 등온 단조는 동일한 온도에서 특정 금속의 높은 소성을 최대한 활용하거나 특정 구조 및 특성을 얻는 것입니다. 등온 단조는 금형과 블랭크를 일정한 온도로 유지해야 하기 때문에 비용이 많이 들고 초소성 성형과 같은 특수 단조 공정에만 사용됩니다.

단조는 금속 구조를 변화시키고 금속 특성을 향상시킬 수 있습니다. 잉곳이 열간 단조된 후 원래의 주조 헐거움, 기공, 미세 균열 등이 압축되거나 용접되어 원래의 수지상 결정이 더 미세해지고 동시에 원래의 탄화물 편석 및 불균일이 발생합니다. 구조를 균일하게 하기 위해 분배함으로써 내부가 치밀하고, 균일하고, 미세하며, 전체적인 성능이 좋고, 사용하기에 신뢰할 수 있는 단조품을 얻습니다. 단조품이 열간 단조에 의해 변형된 후, 금속은 냉간 단조에 의해 변형된 후 섬유질 구조를 갖게 되며, 금속 결정이 정렬됩니다.

단조는 원하는 모양의 공작물을 만들기 위한 금속의 소성 흐름입니다. 외력에 의해 소성유동이 발생한 후에도 금속의 부피는 변하지 않으며, 금속은 항상 저항이 가장 작은 부분으로 흐른다. 생산 과정에서 가공물의 형상은 종종 이러한 법칙에 따라 제어되어 전복 및 연장, 구멍 확장, 굽힘 및 딥 드로잉과 같은 변형을 달성합니다.

단조품의 치수가 정확하여 대량 생산에 유리합니다. 단조, 압출, 스탬핑 등의 응용 분야에서 성형되는 금형의 치수는 정확하고 안정적입니다. 고효율 단조기계와 자동단조 생산라인을 활용하여 전문적인 대량생산 또는 대량생산을 조직할 수 있습니다.

단조의 생산 공정에는 성형 전 단조 블랭크의 블랭킹, 가열 및 전처리, 성형 후 공작물에 대한 세척, 수정 및 검사가 포함됩니다. 일반적으로 사용되는 단조 기계에는 단조 해머, 유압 프레스 및 기계식 프레스가 포함됩니다. 단조 해머는 충격 속도가 커서 금속의 소성 흐름에 도움이 되지만 진동이 발생합니다. 유압 프레스는 금속을 단조하고 구조를 개선하는 데 도움이 되는 정적 단조를 사용하며 작업이 안정적입니다. , 그러나 생산성이 낮습니다. 기계식 프레스는 스트로크가 고정되어 있고 기계화 및 자동화가 쉽습니다.

앞으로 단조 공정은 단조품의 본질적인 품질 향상, 정밀 단조 및 정밀 스탬핑 기술 개발, 생산성과 자동화가 향상된 단조 장비 및 단조 생산 라인 개발, 유연한 단조 성형 개발에 중점을 둘 예정이다. 시스템, 새로운 단조 시스템 개발 및 재료 및 단조 가공 방법 개발.

단조 부품의 본질적인 품질을 향상시키는 것은 주로 기계적 특성(강도, 가소성, 인성, 피로 강도)과 신뢰성을 향상시키는 것입니다. 이를 위해서는 금속 소성 변형 이론의 더 나은 적용, 더 나은 고유 품질의 재료 적용, 올바른 단조 전 가열 및 단조 부품의 더 엄격하고 광범위한 비파괴 테스트가 필요합니다.

절단 가공이 적고 없는 것은 기계 산업이 자재 활용도를 높이고 노동 생산성을 향상하며 에너지 소비를 줄이기 위한 가장 중요한 조치이자 방향입니다. 단조 블랭크 감소, 산화 가열 없음, 고경도, 내마모성, 장수명 금형 재료 및 표면 처리 방법 개발로 정밀 단조 및 정밀 스탬핑의 적용 확대에 도움이 될 것입니다.