מבוא לתהליכי עבודה חמים מתכת

עקרון הליבה: גיבוש מחדש

• טמפרטורת התגבשות מחדש:זוהי הטמפרטורה המינימלית שבה ניתן להפוך את מבנה הגרגרים המעוות והקר- של מתכת למבנה גרגר חדש ללא עקה-. טמפרטורה זו אינה נקודה קבועה אלא היא בדרך כלל פי 0.5 עד 0.7 מטמפרטורת ההיתוך המוחלטת של המתכת.
• התקשות מתח לעומת התאוששות:כאשר מתכת מעוותת (מעוצבת) בטמפרטורת החדר ("עבודה קרה"), היא הופכת קשה וחזקה יותר אך גם שבירה יותר-תופעה המכונההתקשות מאמץאו עבודה התקשות. אם אותו דפורמציה נעשה מעל טמפרטורת ההתגבשות מחדש, כל התקשות שמתרחשת מוקלת מיד על ידי התהליך בו-זמני של התגבשות והתאוששות. זה מאפשר עיצוב נרחב ומתמשך ללא סדקים או צריכת אנרגיה מוגזמת.

תהליכי עבודה חמים נפוצים

1. רולינג חם:זהו תהליך העבודה החמה הנפוץ ביותר. חלק מתכת יצוק גדול ("מטיר" או "לוח") מחומם ומועבר דרך סדרה של גלילים כדי לצמצם את עוביו ולהשיג חתך - אחיד, תוך יצירת מוצרים כמו יריעות, לוחות, סורגים וצורות מבניות (קורות, מסילות).
2. פרזול חם:מתכת מחוממת ואז מעוצבת על ידי הפעלת כוחות לחיצה, בדרך כלל באמצעות פטיש, לחיצה או תבנית. פרזול מיישר את זרימת הגרגירים של המתכת לצורת החלק, וכתוצאה מכך חוזק וקשיחות מעולים. דוגמאות כוללות גל ארכובה, מוטות חיבור וכלי עבודה ידניים.
3. שִׁחוּל:בילט מתכת מחומם מונח במיכל ונאלץ דרך פתח תבנית בצורת החתך הרצויה-. תהליך זה אידיאלי ליצירת צורות מוצקות וחלולות ארוכות ומורכבות, כגון מסגרות חלונות, צינורות ורכיבים מבניים.
4. ציור חם (או ציור עמוק):דומה לציור קר, אך מבוצע בטמפרטורות גבוהות כדי לאפשר עיוות חמור יותר מבלי להיקרע. משמש ליצירת חלקים עמוקים בצורת כוס-.
5. ליהוק (מקרה מיוחד):בעוד מבחינה טכנית תהליך עיצוב ראשוני ולא משני, יציקה כוללת יציקת מתכת מותכת (הרבה מעל טמפרטורת ההתגבשות שלה) לתוך תבנית. זה נכלל כאן כתהליך חם בסיסי ליצירת מתכת.

היתרונות של עבודה חמה

• יכולת צורה גבוהה:מתכות הן הרבה יותר רקיעות ופלסטיקיות כשהן חמות, מה שמאפשר שינויי צורה מסיביים שיהיו בלתי אפשריים בטמפרטורת החדר.
• צריכת אנרגיה נמוכה ליחידת נפח:מכיוון שהמתכת רכה יותר, נדרשים פחות כוח ואנרגיה כדי לעוות אותה בהשוואה לעבודה קרה.
• חידוד מבנה התבואה:הוא יכול לפרק גס, שביר כמו-מבנים יצוקים וליצור גודל גרגר עדין ואחיד יותר, ולשפר תכונות מכניות.
• ביטול נקבוביות:הלחץ והטמפרטורה הגבוהים יכולים לרתך לסגור חללים פנימיים ונקבוביות גז הנמצאות במתכת יצוקה.
• התקשות ללא מתח:התהליך אינו מגביר חוזק/קשיות באמצעות התקשות עבודה, מה שמקל על עיבוד החומר או יצירתו בהמשך התהליך.

חסרונות של Hot Working

• דיוק מימד נמוך יותר:התרחבות והתכווצות תרמית, יחד עם היווצרות אבנית (תחמוצת), יכולים להוביל למימדים פחות מדויקים ולגימור משטח גרוע יותר בהשוואה לעבודה קרה.
• חמצון ואבנית:המתכת החמה מגיבה עם אוויר, ויוצרת שכבת תחמוצת (אבנית) על פני השטח, אותה יש להסיר וגורמת לאובדן חומר.
• גימור משטח גרוע:פני השטח המחוספסים יותר.
• חיי כלי קצר:הטמפרטורות הגבוהות והאבנית השוחקת עלולים להוביל לבלאי מהיר יותר והשפלה של התבנית, הגלילים וכלי עבודה אחרים.
• עלויות אנרגיה גבוהות:עלות חימום המתכת לטמפרטורות גבוהות יכולה להיות משמעותית.

יישומים

• רכב:פרזול חלקי מנוע, גלגול פלדה למרכבי רכב.
• תעופה וחלל:חישול רכיבים מבניים קריטיים כמו ציוד נחיתה.
• בְּנִיָה:קורות I-מתגלגלות, מוטות ושיניים ולוחות מבניים.
• בניית ספינות:ייצור לוחות פלדה וחתכים גדולים.

מַסְקָנָה