단조는 단조 기계를 사용하여 금속 빌렛에 압력을 가하여 소성 변형을 거쳐 특정 기계적 특성, 모양 및 크기를 가진 단조품을 얻는 가공 방법입니다. 단조(단조 및 스탬핑)의 두 가지 주요 구성 요소 중 하나입니다. 단조는 금속 제련 과정에서 주조 기공과 같은 결함을 제거하고 미세 구조를 최적화하며 완전한 금속 흐름 라인을 보존하므로 단조의 기계적 특성은 일반적으로 동일한 재료의 주조보다 우수합니다. 하중이 높고 작업 조건이 가혹한 관련 기계의 중요 부품은 압연 판재, 프로파일, 용접 부품 등 단순한 형상을 제외하고는 대부분 단조품으로 제작됩니다.
단조재료의 변형온도
강의 재결정 시작 온도는 800 ℃로 나뉘며, 800 ℃ 이상에서는 열간 단조가 발생합니다. 300~800℃ 사이의 단조를 온간 단조 또는 반열간 단조라고 하고, 상온에서 단조하는 것을 냉간 단조라고 합니다. 대부분의 산업에서 사용되는 단조품은 열간단조이며, 온간단조는 주로 자동차, 일반 기계 등 부품의 단조에 사용됩니다. 온간 및 냉간 단조는 재료를 효과적으로 절약할 수 있습니다.
단조의 카테고리
단조온도에 따라 열간단조, 온간단조, 냉간단조로 나눌 수 있다.
단조는 성형 메커니즘에 따라 자유 단조, 금형 단조, 링 롤링, 특수 단조로 구분됩니다.
1. 자유 단조. 단조 가공 방법은 간단한 범용 도구를 사용하거나 단조 장비의 상부 모루와 하부 모루 사이에 외력을 직접 가하여 빌렛을 변형시키고 필요한 기하학적 형상과 내부 품질을 얻는 것을 말합니다. 자유단조법으로 생산된 단조품을 자유단조품이라 한다. 자유 단조는 주로 해머 및 유압 프레스와 같은 단조 장비를 사용하여 블랭크를 성형 및 가공하고 자격을 갖춘 단조품을 얻는 소량의 단조품을 생산합니다. 자유 단조의 기본 공정에는 전복, 연신, 펀칭, 절단, 굽힘, 비틀기, 변위 및 단조가 포함됩니다. 자유 단조는 열간 단조 방법을 채택합니다.
2. 단조 다이. 금형 단조는 개방형 단조와 폐쇄형 단조로 나눌 수 있습니다. 금속 빌렛은 단조 다이 챔버에서 특정 형상으로 압축 변형되어 단조품을 얻습니다. 다이 단조는 일반적으로 무게가 작고 배치 크기가 큰 부품을 생산하는 데 사용됩니다.
금형 단조는 열간 단조, 온간 단조, 냉간 단조로 나눌 수 있다. 온간단조와 냉간단조는 금형단조의 미래 발전방향이자 단조기술의 수준을 대표하는 분야이다. 재료 분류에 따라 금형 단조는 흑색 금속 금형 단조, 비철 금속 금형 단조 및 분말 제품 성형으로 나눌 수 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 재료는 탄소강과 같은 흑색 금속, 구리 및 알루미늄과 같은 비철 금속, 분말 야금 재료입니다. 압출은 금형 단조에 속하며 중금속 압출과 경금속 압출로 나눌 수 있습니다. 빌렛을 완전히 제한할 수는 없다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 빌렛의 부피를 엄격하게 제어하고, 단조 금형의 상대적 위치를 제어하며, 단조품을 측정하여 단조 금형의 마모를 줄이기 위해 노력할 필요가 있다.
3. 그라인딩 링. 링 롤링이란 링 롤링 기계 등 특수 장비를 사용하여 직경이 다른 원형 부품을 생산하는 것을 말하며 자동차 바퀴, 기차 바퀴와 같은 바퀴 모양의 부품을 생산하는 데에도 사용됩니다.
4. 특수 단조. 특수 단조에는 롤 단조, 크로스 웨지 롤링, 레이디얼 단조, 액체 금형 단조 등의 단조 방법이 포함되며, 이들 모두는 특정 형상의 부품을 생산하는 데 더 적합합니다.
예를 들어, 롤 단조는 효과적인 예비 성형 공정의 역할을 하여 후속 성형 압력을 크게 줄일 수 있습니다. 크로스 웨지 롤링은 강철 볼 및 변속기 샤프트와 같은 부품을 생산할 수 있습니다. 레이디얼 단조는 포신, 스텝 샤프트 등 대형 단조품을 생산할 수 있다.
단조 다이
단조 금형의 이동 방식에 따라 단조는 스윙 단조, 스윙 회전 단조, 롤 단조, 크로스 웨지 압연, 링 압연 및 경사 압연으로 나눌 수 있습니다. 중국의 400MN(40000톤) 대형 항공 단조 유압 프레스 링에는 회전 단조, 회전 단조 및 정밀 단조도 사용할 수 있습니다. 소재의 활용률을 향상시키기 위해 얇은 소재를 가공하기 위한 선행 공정으로 롤 단조 및 교차 압연을 사용할 수 있습니다. 회전단조도 자유단조와 마찬가지로 국부적으로 성형되는데, 단조품의 크기에 비해 작은 단조력으로도 성형이 가능한 것이 장점이다. 자유 단조를 포함한 이러한 단조 방법은 가공 중에 재료가 금형 표면 근처에서 자유 표면으로 팽창하므로 정확성을 보장하기가 어렵습니다. 따라서 단조금형의 이동방향과 회전단조공정을 컴퓨터로 제어함으로써, 다품종, 대형 증기터빈 블레이드의 단조품을 생산하는 등 낮은 단조력으로 복잡하고 고정밀도의 제품을 얻을 수 있다. .
단조 장비의 금형 이동과 자유도가 일치하지 않습니다. 하사점 변형 제한의 특성에 따라 단조 장비는 다음과 같은 네 가지 형태로 나눌 수 있습니다.
1. 제한된 단조력 형태: 유압으로 슬라이더를 직접 구동하는 유압 프레스입니다.
2. 준행정 제한 방식: 유압으로 크랭크 커넥팅 로드 메커니즘을 구동하는 유압 프레스.
3. 스트로크 제한 방법: 크랭크, 커넥팅 로드 및 슬라이더를 구동하는 웨지 메커니즘을 갖춘 기계식 프레스입니다.
4. 에너지 제한 방법: 나사와 마찰 프레스의 나선형 메커니즘을 활용합니다. 대형 항공 단조 유압 프레스의 열간 시험 시 높은 정확도를 달성하려면 하사점에서의 과부하 방지, 속도 및 금형 위치 제어에 주의를 기울여야 합니다. 이는 단조품의 공차, 형상 정확도 및 수명에 영향을 미치기 때문입니다. 또한, 정확성을 유지하기 위해서는 슬라이더 가이드 레일 사이의 유격 조정, 강성 확보, 하사점 조정, 보조 전동장치 활용 등에도 주의를 기울여야 한다.
단조 슬라이더
단조 슬라이더는 수직 및 수평 이동으로 구분할 수 있으며(가는 부품의 단조, 윤활, 냉각 및 고속 생산 부품의 단조에 사용), 보상 장치를 사용하여 다른 방향의 이동을 증가시킬 수 있습니다. 위의 방법들은 서로 다르며, 대형 원반형 제품을 성공적으로 단조하는데 필요한 단조력, 공정, 재료활용률, 생산량, 치수공차, 윤활 및 냉각방법 등이 모두 다르다. 이러한 요소는 자동화 수준에 영향을 미치는 요소이기도 합니다.단조에 사용되는 재료
단조에 사용되는 주요 재료는 다양한 조성의 탄소강과 합금강이며, 이어서 알루미늄, 마그네슘, 구리, 티타늄 및 이들의 합금이 사용됩니다. 재료의 원래 상태에는 막대, 잉곳, 금속 분말 및 액체 금속이 포함됩니다. 금속의 변형 전 단면적과 변형 후 단면적의 비율을 단조비라고 합니다. 단조 비율의 올바른 선택, 합리적인 가열 온도 및 단열 시간, 합리적인 초기 및 최종 단조 온도, 합리적인 변형량 및 변형 속도는 제품 품질 향상 및 비용 절감과 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 중소형 단조품은 원형봉이나 사각봉을 빌렛으로 사용합니다. 바 재료의 입자 구조와 기계적 특성은 균일하고 양호하며 정확한 모양과 크기, 우수한 표면 품질 및 구성이 쉬운 대량 생산이 가능합니다. 가열 온도와 변형 조건을 합리적으로 제어하면 큰 단조 변형 없이 고성능 단조품을 단조할 수 있습니다. 잉곳은 대형 단조품에만 사용됩니다. 잉곳은 큰 원주형 결정과 느슨한 중심을 가진 주조 구조입니다. 따라서 금속구조와 기계적 성질을 얻기 위해서는 주상결정을 큰 소성변형을 통해 미세한 입자로 쪼개고 느슨하게 압축하는 과정이 필요하다. 압축 및 소성에 의해 만들어진 분말야금 예비성형품은 뜨거운 상태에서 버(burr) 없이 분말 단조품으로 단조될 수 있습니다. 단조 분말의 밀도는 일반 단조품의 밀도에 가깝고 기계적 성질이 좋고 정확도가 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. 응고, 결정화, 유동, 소성 변형 및 압력 하에서 형성되는 금형 캐비티에 부어진 액체 금속에 정압을 가하면 금형 단조에 필요한 모양과 성능을 얻을 수 있습니다. 액체 금속 단조는 다이캐스팅과 단조 사이에 있는 성형 방법으로, 특히 일반 단조에서는 성형이 어려운 복잡하고 얇은 부품에 적합합니다. 다양한 조성의 탄소강 및 합금강과 같은 일반적인 재료 외에도 알루미늄, 마그네슘, 구리, 티타늄 및 이들의 합금, 철 기반 고온 합금의 변형 합금, 니켈 기반 고온 합금, 코발트 기반 고온 합금도 단조 또는 압연으로 완성됩니다. 그러나 이들 합금은 소성영역이 상대적으로 좁기 때문에 단조 난이도가 상대적으로 높다. 다양한 재료에는 가열 온도, 개방 단조 온도 및 최종 단조 온도에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다.
단조 공정 흐름
단조 방법에 따라 공정이 다르며 그 중 열간 단조 공정이 가장 길며 일반적인 순서는 단조 블랭크 절단; 단조 빌렛 가열; 롤 단조 블랭크 준비; 단조 성형; 최첨단; 펀칭; 보정; 중간검사, 단조품의 치수 및 표면결함 확인 단조 응력을 제거하고 금속 절단 성능을 향상시키기 위한 단조품의 열처리; 주로 표면 산화물 스케일을 제거하기 위한 청소; 보정; 검사: 일반적으로 단조품은 외관 및 경도 검사를 거쳐야 하며 중요한 단조품도 화학 성분 분석, 기계적 특성, 잔류 응력 테스트 및 비파괴 테스트를 거쳐야 합니다.
단조품의 특성
주조물과 비교하여 금속은 단조 가공 후 미세 구조와 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 단조법에 의한 열간 가공 및 변형 후, 주조 조직은 금속의 변형 및 재결정으로 인해 조대한 수상돌기 및 주상 결정립에서 더 미세하고 균일한 크기를 갖는 등축 재결정 조직으로 변형됩니다. 이로 인해 강철 잉곳에서 원래의 분리, 다공성, 다공성, 슬래그 포함 및 기타 압축 및 용접이 발생하여 구조가 더욱 컴팩트해지고 금속의 가소성 및 기계적 특성이 향상됩니다. 주물의 기계적 성질은 동일한 재료의 단조품보다 낮습니다. 또한, 단조가공을 하면 단조품의 섬유구조가 단조품의 형상과 일관되게 유지되면서 금속섬유구조의 연속성을 확보할 수 있다. 금속 흐름 라인이 완성되어 부품의 기계적 특성이 우수하고 서비스 수명이 길어집니다. 정밀단조, 냉간압출, 온간압출 등의 공정으로 생산되는 단조품은 주조품과 비교할 수 없습니다. 단조품은 금속에 압력이 가해질 때 필요한 모양이나 적절한 압축력을 충족시키기 위해 소성 변형을 통해 모양을 만든 물체입니다. 이 힘은 일반적으로 망치나 압력을 사용하여 달성됩니다. 단조 공정은 정교한 입자 구조를 구축하고 금속의 물리적 특성을 향상시킵니다. 구성 요소를 실제로 사용할 때 올바른 설계를 통해 입자 흐름이 주 압력 방향을 따르도록 할 수 있습니다. 주물이란 다양한 주조 방법을 통해 얻어지는 금속성형체를 말하며, 즉 용융된 액체 금속을 미리 준비된 주형에 붓기, 주입, 흡인 등의 주조 방법을 통해 주입하고 냉각한 후 모래를 제거하고 세척하고 후처리하는 과정을 거친 것입니다. -특정한 모양, 크기, 성능을 가진 물체를 얻기 위한 처리입니다.
단조수준 분석
중국의 단조산업은 외국기술의 도입, 소화, 흡수를 바탕으로 발전해 왔다. 수년간의 기술 개발과 변화를 거쳐 공정 설계, 단조 기술, 열처리 기술, 가공 기술, 제품 테스트 및 기타 측면을 포함하여 업계 기업의 기술 수준이 크게 향상되었습니다.
(1) 공정 설계의 선진 제조업체는 일반적으로 열간 가공 컴퓨터 시뮬레이션 기술, 컴퓨터 지원 공정 설계 및 가상 기술을 채택하여 공정 설계 및 제품 제조 능력 수준을 향상시킵니다. DATAFOR, GEMARC/AUTOFORGE, DEFORM, LARSTRAN/SHAPE, THERMOCAL과 같은 시뮬레이션 프로그램을 도입하고 적용하여 컴퓨터 설계 및 열 처리의 공정 제어를 달성합니다.
(2) 단조기술이 40MN 이상인 유압프레스는 대부분 100~400t을 갖추고 있다. m 주요 단조 운영자 및 20-40t. m 보조 운영자. 상당수의 작업자가 단조 공정을 포괄적으로 제어하기 위해 컴퓨터 제어를 사용하여 단조 정확도를 ± 3mm 이내로 제어할 수 있습니다. 단조품의 온라인 측정은 레이저 크기 측정 장치를 사용합니다.
(3) 열처리 기술은 제품 품질 향상, 열처리 효율 향상, 에너지 절약, 환경 보호에 중점을 두고 있습니다. 가열로와 열처리로의 가열 과정을 컴퓨터로 제어하면 버너를 제어하여 연소, 노 온도, 자동 점화 및 가열 매개변수 관리의 자동 조정을 달성할 수 있습니다. 폐열 활용, 재생 연소실 등을 갖춘 열처리로; 낮은 오염 용량과 효과적인 냉각 제어 기능을 갖춘 폴리머 담금질 오일 탱크를 사용함으로써 다양한 수성 담금질 매체가 점차 전통적인 담금질 오일을 대체하고 있습니다.
(4) 가공 기술 산업에서 CNC 공작 기계의 비율이 점차 증가하고 있습니다. 업계의 일부 기업은 머시닝 센터를 보유하고 있으며 5좌표 머시닝 센터, 블레이드 머시닝 머신, 롤러 밀, 롤러 선반 등과 같은 다양한 제품 유형에 따른 전용 가공 기계를 갖추고 있습니다.
(5) 품질 보증 조치: 일부 국내 기업은 최신 탐지 장비 및 테스트 기술, 컴퓨터 제어 데이터 처리 기능을 갖춘 현대 자동화 초음파 테스트 시스템, 다양한 전문 자동 초음파 테스트 시스템을 갖추고 다양한 품질 시스템 인증을 완료했습니다. 고속 중형 기어 단조품의 핵심 생산 기술을 지속적으로 극복해 왔으며 이를 기반으로 산업 생산을 달성했습니다. 중국은 해외의 선진 생산기술과 핵심 장비 도입을 바탕으로 고속, 고강도 기어 단조품 생산 장비를 자체적으로 설계, 제작할 수 있게 됐다. 이들 장비는 국제적으로 선진적인 수준에 이르렀으며, 기술과 장비 수준의 향상은 국내 단조산업의 발전을 효과적으로 촉진시켰습니다.
단조의 중요성
단조 생산은 기계 제조 산업에서 기계 부품 블랭크를 제공하는 주요 가공 방법 중 하나입니다. 단조를 통해 기계부품의 형상을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 금속의 내부 구조를 개선할 수 있으며, 금속의 기계적, 물리적 특성을 향상시킬 수 있습니다. 일반적으로 응력과 요구 사항이 높은 중요한 기계 부품은 단조 생산 방식을 사용하여 제조됩니다. 터빈발전기 샤프트, 로터, 임펠러, 블레이드, 리테이닝 링, 대형 유압 프레스 기둥, 고압 실린더, 철강 압연기 롤, 내연 기관 크랭크 샤프트, 커넥팅 로드, 기어, 베어링, 포병 등 국방의 주요 구성 요소 산업은 모두 단조를 통해 생산됩니다. [7] 따라서 단조 생산은 야금, 광업, 자동차, 트랙터, 수확 기계, 석유, 화학 산업, 항공, 항공 우주, 무기 등의 산업에서 널리 사용됩니다. 일상 생활에서도 단조 생산도 중요한 역할을합니다. . 어떤 의미에서 연간 단조품 생산량, 전체 단조품 생산량에서 단조품이 차지하는 비율, 단조 장비의 규모와 소유 등은 어느 정도 국가의 산업 수준을 반영합니다.
