Domů >

Vytlačování

Vytlačování za tepla je proces tváření kovu za účelem vytvoření pevného průřezového-profilu protlačením zahřátého kovového bloku skrz matrici do požadovaného tvaru. Proces vytlačování za horka se provádí při teplotě nad bodem rekrystalizace kovů, což je typicky 50-75 % jeho teploty tání, díky čemuž je tvárnější a snadněji se deformuje s menší silou.

Popis

Vytlačování za tepla je schopno vytvořit složité průřezy- a bude jednotné po celé délce vytlačovaného profilu. Kvalitu vytlačování ovlivní design formy, poměr vytlačování, teplota polotovaru, mazání a rychlost vytlačování. Stejně jako jakýkoli jiný proces tváření kovů- se dělí podle teploty na vytlačování za tepla, za studena a za tepla a proces se obecně provádí při zvýšených teplotách, aby se snížila vytlačovací síla a zlepšila se tažnost materiálu. Vytlačování za studena znamená nižší výrobní náklady díky sníženému plýtvání surovinami a vysoké rychlosti výroby.

Extruded Alu Profile

Extruze za tepla vs extruze za studena

Vytlačování za tepla zahrnuje výrobu obrobku nad jeho rekrystalizační teplotou a tento proces může zlepšit mechanické vlastnosti obrobku. Během procesu vytlačování za tepla bude toto zpracování za tepla vytlačovat a přerozdělovat materiál, čímž se uzavře prázdná místa v roztaveném kovovém materiálu. Nečistoty se proto obvykle tvoří také v pevných vměstcích a distribuují se po celé hmotě obrobku. Opracování za tepla a vytlačovaný kov rozbije nepravidelné struktury a rekrystalizuje hmotu materiálu do jemnější struktury tvářeného zrna, a tím se zlepší mechanické vlastnosti součásti, jako je odolnost proti nárazu, tažnost a pevnostní charakteristiky. Většina vytlačování kovů se provádí na předvalcích, které již byly zahřáté na teplotu nad bodem rekrystalizace kovů, což umožňuje velké změny tvaru. Jednou z hlavních nevýhod tváření kovů za tepla je oxidace, ke které dochází na povrchu tvářené součásti za tepla, což má za následek vytvoření vrstvy oxidových okují na vnějších površích obrobku. Stupnice může ovlivnit povrchovou úpravu a přesnost součásti, jakož i zvýšit tření a opotřebení na rozhraních kovových zápustek. Vytlačování za tepla se obvykle volí pro větší díly, které vyžadují velké tvarové změny a složitější geometrii.

Protlačování kovu za studena se obvykle používá pro menší díly, tenčí materiál, méně složité tvary, lépe zpracovatelné materiály a výrobu diskrétních výlisků, které při každé operaci vytvoří jeden díl. Vytlačování za studena má následující výhody:

√Nižší náklady na energii, tento proces nevyžaduje zahřívání.
√Vyšší produkční rychlost
√Bez oxidace a vodního kamene, proto může produkovat lepší kvalitu povrchu.
√Větší geometrická přesnost
√Lepší účinek na deformační zpevnění

Stručně řečeno, širší kovové materiály jsou vhodné pro vytlačování za tepla, jako je měď, hliník, ocel a ocelová slitina, nerezová ocel, olovo a cín atd., a tento proces je vhodnější pro větší velikosti. Vytlačování za studena je proces tváření kovu prováděný při pokojové teplotě nebo při teplotě blízké, kdy se kovový polotovar protlačuje skrz matrici, aby se vytvořil požadovaný průřez-. Na rozdíl od vytlačování za tepla se provádí pod teplotou rekrystalizace materiálu a tento proces je také známý jako kování za studena nebo rázové vytlačování pro výrobu přesných dílů s vynikající povrchovou úpravou a zlepšenými mechanickými vlastnostmi. Vytlačování za studena je velmi důležitý proces pro automobilový průmysl, stavebnictví a infrastrukturu.

Extrusion Die

Vytlačování procesní mechanikou

Procesy vytlačování lze také definovat fyzickým uspořádáním beranu, sochoru a matrice a níže je klasifikace topolů:

√ Přímá extruze, nazývaná také dopředná extruze, je nejběžnější metodou extruze. Sochor se umístí do kontejneru a beran jej protlačí stacionárním průvlakem umístěným na opačném konci a vytlačená část proudí ve stejném směru jako pohyb beranu. Tento proces může způsobit značné tření, ke kterému dochází, když sochor klouže po stěně nádoby, a normálně je vyžadována vyšší síla. Toto vytlačovací řešení může vést k nekonzistentnostem ve struktuře zrna mezi přední a zadní stranou produktu v důsledku nerovnoměrného toku materiálu.
√ Nepřímé vytlačování, také nazývané zpětné vytlačování, průvlak je namontován na samotném dutém pístu. Když beran tlačí do stacionární nádoby, kov je nucen proudit dozadu skrz matrici v opačném směru, než je pohyb beranu. Tento proces vyžaduje podstatně menší sílu než přímá extruze, protože zde není žádné tření, které je třeba překonat podél délky nádoby, a navíc může produkovat rovnoměrnější strukturu zrna a konzistentní mechanické vlastnosti. Umožňuje tedy výrobu tenčích-stěnných profilů a je vhodnější pro vysokopevnostní slitiny.

√ Hydrostatická extruze, je to specializovaná forma, kde je předvalek zcela obklopen tlakovou tekutinou uvnitř kontejneru. Beran stlačuje tuto tekutinu, která zase vyvíjí rovnoměrný tlak na všechny strany sochoru a tlačí jej skrz matrici. Výhodou je, že tření mezi předvalkem a stěnou nádoby je zcela eliminováno a síla se dále snižuje.
√ Nárazové vytlačování, které je často považováno za typ vytlačování za studena, tento proces využívá vysokorychlostní děrovač k úderu do kovového polotovaru, který způsobí jeho plastické proudění do formy. Proces lze provádět dopředným, zpětným nebo kombinovaným způsobem a může tvořit hotový díl jediným zdvihem lisu. Tento proces tváření kovů se často používá pro výrobu dutých dílů s tenkými stěnami.

Níže je uveden stručný přehled různých řešení vytlačování:

Porovnání typů vytlačování
Funkce	Přímé (dopředné) vytlačování	Nepřímé (zpětné) vytlačování	Hydrostatické vytlačování	Nárazové vytlačování
Materiálový tok	Stejný směr jako beran	Opačný směr berana	Stejný směr jako beran	Dopředu, dozadu nebo kombinovaně
Tření	Vysoké tření mezi předvalkem a stěnou kontejneru	Žádné tření mezi předvalkem a stěnou kontejneru	Žádné tření mezi předvalkem a stěnou kontejneru; snížené tření matrice	Závisí na typu vpřed/vzad, ale spoléhá na mazání
Požadovaná síla	Nejvyšší v důsledku tření	Nižší než přímé (o 25–30 % méně)	Nejnižší kvůli nedostatku tření a tlakové kapalině	Vysoká rázová síla po krátkou dobu.
Pohyb předvalků	Sochor se pohybuje vzhledem ke kontejneru	Sochor je stacionární vzhledem ke kontejneru.	Sochor se pohybuje, tlačený tekutinou.	Slimák stojí před úderem.
Materiální odpad	Malá část (tupo) sochoru nemůže být vytlačena.	Méně odpadu, protože zadek je menší nebo žádný.	Na stěnách kontejneru nezůstávají žádné zbytky sochoru.	Velmi nízký materiálový odpad (téměř -čisté-tvaru).
Kvalita produktu	Potenciál pro nejednotnou strukturu a vlastnosti zrn-.	Jednotnější struktura zrna a konzistentní vlastnosti.	Vynikající povrchová úprava a jednotné vlastnosti.	Dobrá povrchová úprava a pevnost z tváření za studena.
Běžná použití	Masivní tyče, jednoduché duté tvary, konstrukční profily.	Duté nebo trubkové výrobky, vysokopevnostní slitinové profily-.	Křehké materiály, složité tvary, vytlačování-s vysokým poměrem.	Plechovky, tuby, pouzdra na hasicí přístroje, spojovací materiál.
Složitost	Nejjednodušší nástroj a proces.	Složitější nástroje (dutý beran).	Nejsložitější kvůli-vysokotlaké kapalině a těsnění.	Vyžaduje vysokorychlostní{0}}lisy a robustní nástroje.

Proces vytlačování kovů

Tento speciální proces tváření kovů je navržen tak, aby vytvářel složité tvary z kovových tyčí průchodem tyče přes matrici a proces je shrnut následovně:

√ Příprava sochoru, obvykle se předvalek zahřeje pro proces vytlačování, díky čemuž je kov poddajnější a snadněji tvarovatelný.
√ Tlačení a stlačování roztaveného sochoru a tlak je vyvíjen na sochor proti matricím, které jsou opracovány s velkou přesností, aby bylo zajištěno správné usazení.
√ Po ochlazení a vytvrzení je kovový obrobek plně protlačen matricí a během hodiny se ochladí a vytvrdne.
√ Řezání a dimenzování, vytlačený kov se poté nařeže na požadovanou délku.
√ Žíhání, pro některé aplikace, jako napřměděná přípojnicebude vyžadovat žíhání pro lepší elektrickou vodivost.

Obecně platí, že hliník a ocel jsou běžné kovové materiály vzhledem ke své síle a kujnosti a Fabmann nashromáždil mnoho zkušeností v oblasti vytlačování a náš tým nástrojových a výrobních inženýrů je schopen vám poskytnout nejhospodárnější řešení.