Мы предлагаем быстрые и бесплатные оценки для вашего индивидуального штампа или штампа. Заполните нашу простую онлайн-форму бесплатного предложения сегодня, чтобы начать.

Холодная штамповка по сравнению с. Горячая штамповка: что нужно знать

Индустрия штамповки металлов обширна, и методы ее применения разнообразны. И поэтому неудивительно, насколько сложным может быть выбор одного из другого. Две основные категории обработки штамповкой металла, холодная штамповка и горячая штамповка, обычно имеют тонкую линию, разделяющую их.

Горячая и холодная штамповка использует аналогичные процедуры формовки металла, но различается по величине используемой температуры рекристаллизации. Температура рекристаллизации обычно выше при горячей штамповке, но ниже при холодной штамповке. Термическая обработка обычно является результатом рекристаллизационного отжига, что делает заготовки более ковкими и мягкими.

Знание того, как работают эти процессы, — это только царапина на поверхности, и это больше, чем кажется на первый взгляд. Эта статья дает представление о горячей и холодной штамповке, а также о том, какая из них наиболее эффективна.

Штамповка Против. Ковка: обзор процесса

Горячая и холодная штамповка металлов — это две широкие категории обработки металла, обычно используемые в крупномасштабных отраслях по обработке металлов давлением. Горячая штамповка использует термическую обработку металлов, повышая температуру выше точки плавления. Затем металл проходит через штамповочные штампы и принимает форму в соответствии с указаниями системы автоматизированного проектирования (САПР). Поэтому создание вмятин и логотипов с острыми, сглаженными краями становится более удобным.

С другой стороны, холодная штамповка использует простое давление для придания формы металлам при температуре ниже температуры рекристаллизации. Это требует интенсивного давления, так как деформация и придание формы металлам в их естественном состоянии является довольно сложной задачей. Более толстые заготовки необходимы для более прочных металлических деталей для более эффективного процесса. Одной из причин популярности холодной штамповки является сверхъестественная способность процесса приводить к анизотропии в микроскопической структуре, создавая более прочные материалы. Кроме того, это необходимо для минимизации массы металла.

Процесс холодной штамповки

Холодная штамповка — это традиционный способ придания металлическим заготовкам желаемой формы и дизайна. Однако вместо нагрева металл подвергается интенсивному прессованию гидравлическими или механическими прессами. В процессах используются различные заготовочные материалы, в частности сталь, алюминий, медь и нехрупкие сплавы. Технически это общий термин для процессов обработки металлов давлением, таких как глубокая и полуглубокая вытяжка и прогрессивная глубокая штамповка. Здесь представлены различные виды холодной штамповки металла.

Глубокая и полуглубокая вытяжка

Глубокая и полуглубокая вытяжка относятся к штамповке металлических заготовок для формирования чашеобразных штампов. Заготовка обычно подвергается интенсивному давлению, когда положительный штамп врезается в полость. Глубокая вытяжка также может включать штамповку для производства более сложных деталей машин, включая поршневые цилиндры автомобильных двигателей и кухонные приборы. Полуглубокая вытяжка, похожая на микровытяжку, предполагает создание более мелких вмятин при сохранении толщины материала.

Многочисленные факторы должны быть отмечены в списке для успешной операции волочения металла. По сути, все эти факторы играют определенную роль в обеспечении бесшовного течения металла в процессе волочения. К ним относятся радиусы вытяжки, температура штампа, скорость пресса и толщина заготовки. Что еще лучше, по-прежнему возможно создавать сложные формы дизайна благодаря многочисленным доступным программам для моделирования.

Штамповка с помощью прогрессивных штампов

Штамповка металлических листов с прогрессивной штамповкой для непрерывной трамбовки, придания формы и резки. Лист втягивается внутрь машины за ползун и протягивается по станциям для деформации и резки. Обычно продукты готовы к употреблению, когда они всплывают с другой стороны. Тем не менее, несколько незначительных штрихов могут пригодиться для более совершенных продуктов. Типичные металлические заготовки, такие как алюминий, сталь и медь, создают широкий спектр металлических деталей для различных отраслей промышленности при прогрессивной штамповке.

Чистовая вырубка

Чистовая вырубка — это высокоточный процесс холодной штамповки, обеспечивающий хорошее сглаживание краев и отсутствие царапин. Процедура оказывает одинаковое давление на верхнюю и нижнюю часть заготовки, обеспечивая высокую точность за счет использования плоскостей V-образных колец, пробивки и встречной пробивки. При такой холодной штамповке получаются штампы максимально похожие на изделия горячей штамповки, благодаря их высокой точности и невероятной точности.

Соображения и факторы успеха при холодной штамповке

Для того чтобы холодная штамповка была успешной, обычно в игру вступают многочисленные факторы. И хотя большинство факторов влияют исключительно на производственный процесс, другие дополняют друг друга и способствуют производству высококачественной продукции. Соображения и факторы успеха при холодной штамповке включают:

Рабочие температуры

Используемая температура должна быть правильной во время холодной штамповки. Обычно движущиеся части машин выделяют значительное количество тепла, что приводит к незначительным изменениям размеров. Это может повлиять на общую точность производства из-за расширения металла. Кроме того, штампы, чувствительные к тепловым изменениям, могут расширяться в незначительных количествах, вызывая несоответствия. Существует также идея, что тепло изменяет вязкость смазочных материалов; следовательно, было бы сложно противостоять производственным сбоям, таким как трение и коррозия металлических деталей.

Тип и толщина материала заготовки

Холодная штамповка использует невероятное давление штампа для придания формы металлическим заготовкам, и более тонкие листы никогда не должны быть исключены, если только они не предназначены для мелкой вытяжки. Кроме того, тип материала имеет значение в сопротивлении давлению, выдерживании сил и, конечно же, стойкости к прессам. Одни сплавы могут быть идеальными заготовками, а другие слишком хрупки, чтобы подвергаться деформации без термической обработки.

Форма заготовки

В отличие от горячего тиснения форма заготовки имеет большое значение при холодной штамповке. Это влияет на поток материала, особенно во время процессов волочения. Заготовки круглой формы лучше всего подходят для большинства операций холодной штамповки, так как они имеют лучшую текучесть материала. Таким образом, это более просто, предотвращая неизбежную рябь, которая обычно имеет место в квадратных металлических заготовках. Если эти заготовки не проходят через нагрев, поток материала обычно ограничивается и может привести к ненужным деформациям материала.

Процесс горячей штамповки

При горячей штамповке используется рекристаллизационный отжиг для производства высокоточных металлических деталей. Он включает в себя нагрев металлических заготовок выше точки плавления перед приданием им желаемой формы с помощью штампов. После этого эти нагретые и сформированные заготовки быстро остывают, сохраняя формы, края и изгибы. Горячештампованные металлические детали обычно устойчивы к нагрузкам и давлению благодаря улучшенной конструктивной форме. Горячая штамповка металла делится на два процесса.

Прямая горячая штамповка

Прямая горячая штамповка — это стандартный процесс обработки металлов давлением, включающий предварительный нагрев металлических заготовок перед закалкой в ​​закрытых штампах. Затем продукт обрезается лазером и подвергается тщательной отделке для получения идеальных металлических деталей. Температуры нагрева находятся в диапазоне от 900 до 760 К, что идеально подходит для преодоления температур рекристаллизации. Заготовка имеет мартенситную высокопрочную структуру

Непрямая горячая штамповка

При непрямой горячей штамповке заготовка предварительно подвергается холодной штамповке перед нагревом в печи до аустенитных температур. После этого он передается на охлаждение, так как одновременно подвергается формованию и закалке. Этот метод идеален для создания сложных металлических деталей, чем прямая горячая штамповка. Обеспечивает бесшовное течение металла и повышает прочность на растяжение; следовательно, это идеальный способ решить проблемы растрескивания и хрупкости металла при прямой горячей штамповке.

Когда использовать горячее тиснение

Изделия для горячего тиснения имеют предел прочности при растяжении по высоте и, как правило, достаточно закалены, чтобы выдерживать экстремальное давление. Это свойство делает их невероятно полезными при производстве прочных металлических стержней для кузовов автомобилей и структурных опор. Такие прочные металлы невозможно сформировать при стандартной комнатной температуре, и тепло играет важную роль в улучшении их структурной целостности на атомном уровне. В основном используются сплавы, в частности сталь и стали с низким содержанием углерода, легированные бором, которые идеально подходят для изготовления деталей белого кузова, поскольку они отвечают строгим требованиям к свойствам.

Эти металлы обычно легкие и прочные, что делает их идеальными для авиационной промышленности. При изготовлении и штамповке происходит своего рода «сжатие веса». Это уменьшает общую массу, делая металлы менее тяжелыми и более прочными, что делает их невероятно пригодными для использования в аэрокосмической и боевой автомобильной промышленности.

Особенности горячей штамповки металлов

Многое остается за кулисами, чтобы определить, является ли горячая штамповка идеальной альтернативой для производства пластичных и ковких металлов с высокой устойчивостью к сдвигу и разрыву. Более дешевые варианты, такие как горячая ковка, могут легко заменить горячую штамповку, которая может потребовать дополнительных усилий и затрат на лазерную обрезку. Другие проблемы включают объем производства, скорость и функцию детали, которые обычно минимальны в процессах холодной штамповки.

Кроме того, доступные материалы определяют, следует ли выбирать горячее тиснение вместо стандартного холодного тиснения. Для этого процесса обычно требуются более прочные металлические сплавы, в том числе стальные сплавы с добавлением меди, которые устойчивы к экстремальному давлению. Это позволяет выбрать материал подходящего качества, чтобы избежать дополнительных затрат на захват, поскольку более слабые материалы могут привести к потерям массы. Однако есть исключение; холодная штамповка все еще может быть полезной и может быть идеальной альтернативой, если формируемые материалы пластичны при комнатной температуре. Это означает, что они не требуют отжига и могут производить точные детали.

Факторы успеха при горячем тиснении

В отличие от холодного тиснения, горячее тиснение — это невероятно избирательный процесс, успешный только при строгих производственных условиях. И хотя большинство из них являются предшественниками невероятной прочности, гибкости и податливости материала, все сводится к экономике производственного процесса. Вот основные факторы успеха в холодной штамповке.

Инструменты для формовки и закалки

Инструменты для формовки и закалки должны быть исправны для более успешной операции горячего тиснения. Правильно спроектированные инструменты не поддаются повторяющимся термоциклам и позволяют производить надежные и высокопрочные штампы. Это обеспечивает быстрое охлаждение высокопрочных зон и медленное охлаждение изолированных зон компонентов для получения идеальной микроструктуры. А чтобы продлить срок службы инструмента, азотирование поверхностей для защиты от абразивного износа не составляет труда.

Уменьшение дефектов

Невероятно высокие температуры 960+ K, используемые при рекристаллизационном отжиге, делают сталь липкой. Кроме того, проблема заключается в трении, а смазка, как правило, далеко не идеальна. Покрытие материала, препятствующее обезуглероживанию при нагреве заготовки, увеличивает трение. Поэтому важно учитывать эти факторы при проектировании и производстве оснастки.

Производительность

Горячая штамповка может быть мучительно медленным процессом с более сложными процедурами. Это означает, что он может отнимать значительные отрезки времени, что приводит к низкой производительности. Чтобы противостоять этому, добавление кремния в составы сплавов обеспечивает выходы при более высоких температурах. Следовательно, это облегчает более быстрое мультиформирование с обрезкой и штамповкой. Закалка и лазерная обрезка тянут время, увеличивая частоту циклов, чем они должны быть.

Свойства материалов

Свойства материалов являются движущей силой и мотивацией для процессов горячей штамповки. Большинство отраслей промышленности полагаются на металлические детали, полученные в результате процессов горячей штамповки, поэтому их требования обычно являются сквозными. С технической точки зрения эти детали должны быть более прочными и легкими, что идеально подходит для автомобильной и авиационной промышленности. Такие свойства улучшают экономию топлива и помогают при авариях и авариях, поскольку высокопрочные материалы не разрушаются быстро при ударе. Следовательно, заготовки, инструменты и процедуры должны соответствовать этому стандарту.

Различия между горячей и холодной штамповкой

Операции холодной и горячей штамповки почти одинаковы, включая инструменты и материалы. И хотя заготовки для горячей штамповки традиционно представляют собой металлические сплавы, в процессе по-прежнему используются чистые формы материалов заготовки. Вот различия между двумя процессами

Горячее тиснение более сложное

Процесс горячего тиснения невероятно сложен, чем холодное тиснение. Первый обычно использует передовую технологию лазерной обрезки и печь для рекристаллизации в дополнение к стандартным процедурам штамповки металла. Обычно для этого требуется адекватное ноу-хау, которое обычно не требуется в типичном процессе холодной штамповки.

Горячая штамповка использует термообработку

Высокие температуры являются обычными для горячей штамповки и включают высокие температуры печи для придания формы металлам. Нагретые металлы обычно получают форму в горячем состоянии при прямой горячей штамповке. Однако непрямая горячая штамповка предварительно штампует металлы перед тем, как подвергнуть их сильному нагреву в печи. Это делает возможными операции постштамповки с высокой точностью.

Преимущества и недостатки горячей и холодной штамповки

Как и любой процесс обработки металлов давлением, горячая и холодная штамповка имеет свои плюсы и минусы. К ним относятся следующие.

Холодная штамповка Преимущества

• Холодная штамповка требует менее сложных процессов и выполняется быстрее, чем горячая штамповка.
• Идеальный процесс волочения металлов.
• Вы можете работать с множеством металлических материалов по сравнению с горячей штамповкой с более ограниченными возможностями

Недостатки холодной штамповки

• Изделия для холодной штамповки могут быть громоздкими и тяжелыми для автомобильной, авиационной и оборонной промышленности, что ограничивает рынок.
• Некоторые материалы, используемые при холодной штамповке, не такие прочные и могут не подходить для широкого применения.

Горячее тиснение Преимущества

• Горячее тиснение позволяет получать более легкие и высокопрочные, устойчивые к сдвигу изделия, применимые во многих продуктах.
• Это верный способ гарантировать высокую точность изделий, хотя это достижимо и при чистовой штамповке.

Недостатки горячего тиснения

• Процесс обычно сложный и невероятно напряженный. Кроме того, это отнимает много времени с более длительным сроком выполнения.
• Процесс имеет ограниченный набор заготовок, поэтому слишком специфичен.

Заключение

Горячая и холодная штамповка очень похожи на операции обработки металлов давлением, но разница только в температуре рекристаллизации при изготовлении. Оба процесса имеют свои уникальные преимущества и немало недостатков. Таким образом, актуальность каждого из этих процессов зависит от потребностей и требований конечных пользователей, но обе операции по формовке металла усердно служат своей отрасли.