Các loại và phân loại gia công kim loại
Trong lĩnh vực chế tạo cơ khí, kim loại và nhựa là hai vật liệu được sử dụng phổ biến nhất, và nhiều bộ phận cơ khí được chế tạo thông qua quá trình gia công kim loại.
Gia công kim loại là gì?
Gia công kim loại là thuật ngữ chung dùng để chỉ tất cả các loại công đoạn xử lý và chế biến được thực hiện trên kim loại làm nguyên liệu thô nhằm mục đích sản xuất ra sản phẩm.
Gia công kim loại có thể được chia đại khái thành hai loại: gia công kim loại để tạo hình và gia công kim loại để thay đổi tính chất. Loại thứ nhất là phương pháp gia công tạo ra hình dạng sản phẩm bằng cách xử lý nguyên liệu thô như tấm, thanh hoặc kim loại nóng chảy. Loại thứ hai là phương pháp gia công liên quan đến xử lý nhiệt hoặc xử lý hóa học kim loại để tăng độ cứng hoặc tăng cường khả năng chống gỉ của chúng.
Gia công kim loại để tạo hình
Các phương pháp gia công tạo hình kim loại có thể được chia大致 thành bốn loại chính sau đây.
1. Gia công cơ khí
Gia công cơ khí bao gồm ba phương pháp: cắt, mài và gia công đặc biệt.
Gia công cắt
Đây là phương pháp gia công sử dụng các dụng cụ cắt để tạo hình phôi bằng cách cắt và loại bỏ các phần không mong muốn. Phương pháp tiêu biểu nhất là sử dụng các thiết bị như máy tiện, máy phay, trung tâm gia công và máy khoan để gia công. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm khác nhau, ví dụ như các bộ phận thiết bị gia dụng và phụ tùng ô tô, v.v.
Xử lý bằng phương pháp nghiền
Đây là một phương pháp gia công sử dụng đá mài để loại bỏ các phần không mong muốn khỏi phôi. Mài thường được sử dụng trong các trường hợp cần bề mặt có độ chính xác cao, chẳng hạn như các bộ phận ô tô và các bộ phận trượt của máy công cụ.
Xử lý đặc biệt
Các phương pháp gia công cơ khí không thuộc phạm vi cắt gọt hoặc mài thường được phân loại là gia công đặc biệt. Loại gia công này bao gồm nhiều phương pháp, trong đó các phương pháp tiêu biểu là gia công bằng phóng điện (EDM) và gia công bằng laser.
Gia công bằng phóng điện thường được sử dụng để khắc các khoang khuôn, cắt chính xác các tấm mỏng và rãnh then, v.v.
Gia công bằng laser thường được sử dụng để cắt chính xác các tấm mỏng, khoan lỗ siêu nhỏ và các mục đích khác.
2. Gia công nhựa
Trong gia công nhựa, ngoài dập và rèn, còn bao gồm cả cán.
Gia công dập
Phương pháp gia công này bao gồm việc dùng lực mạnh ép dụng cụ hoặc khuôn lên phôi kim loại tấm để cắt hoặc tạo hình phôi theo hình dạng của khuôn. Gia công kim loại tấm cũng được xếp vào loại gia công dập khuôn rộng và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thân xe và các thiết bị gia dụng sử dụng kim loại tấm.
Rèn
Phương pháp gia công này bao gồm việc tác dụng một lực đáng kể lên đầu búa hoặc khuôn để ép hoặc đập phôi, từ đó tạo hình phôi theo hình dạng của khuôn. Tận dụng đặc điểm giúp phôi có độ bền cao, phương pháp này có thể được áp dụng để gia công các bộ phận động cơ và các sản phẩm cần chịu lực, chẳng hạn như cờ lê.
Lăn
Nó được gọi là cán vì phôi được tạo hình trong quá trình quay hoặc cán. Nó cũng thường được sử dụng trong gia công ren ngoài, v.v. Sản phẩm chính là các loại bu lông thông dụng và các loại ốc vít khác thường thấy ở các cửa hàng vật tư gia dụng.
3. Đúc
Phương pháp gia công này bao gồm việc sử dụng lò nung để làm nóng chảy kim loại làm nguyên liệu thô, sau đó đổ kim loại nóng chảy vào khuôn có khoang rỗng theo hình dạng sản phẩm, để cho nó đông đặc trong khoang khuôn để tạo ra sản phẩm. Quy trình này thường được sử dụng khi sản xuất hàng loạt các sản phẩm có hình dạng phức tạp. Nó có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận động cơ cũng như đế máy công cụ, các bộ phận mô tô, v.v.
4. Khác
Luyện kim bột và in 3D kim loại là những phương pháp gia công tương đối mới, có khả năng gia công các hình dạng và cấu trúc phức tạp mà các kỹ thuật truyền thống không thể thực hiện được.
Luyện kim bột
Phương pháp gia công này bao gồm việc ép bột kim loại dùng làm nguyên liệu thô vào khuôn có hình dạng giống sản phẩm và nung nóng trong lò để liên kết các hạt kim loại lại với nhau, từ đó tạo ra sản phẩm. Phương pháp này thường được sử dụng trong sản xuất bánh răng tiết kiệm lực truyền động và các loại ổ trục đặc biệt không cần bôi trơn, v.v.
Máy in 3D kim loại
Đây là một phương pháp gia công đã thu hút nhiều sự chú ý trong những năm gần đây. Nó tạo ra sản phẩm cuối cùng bằng cách xếp chồng các vật liệu cần thiết cho từng bộ phận của sản phẩm theo từng giai đoạn. Mặc dù lịch sử phát triển của quy trình này vẫn còn tương đối ngắn, nhưng nó đã được sử dụng trong sản xuất cánh quạt động cơ phản lực và các bộ phận phanh cho xe hơi hạng sang, cùng nhiều ứng dụng khác.
Quá trình xử lý làm thay đổi tính chất của kim loại
Các phương pháp gia công chính để thay đổi tính chất của kim loại bao gồm xử lý nhiệt và xử lý bề mặt.
1. Xử lý nhiệt
Một trong những đặc điểm chính của kim loại là cấu trúc vi mô bên trong của chúng có thể được thay đổi và đạt được nhiều tính chất khác nhau thông qua xử lý nhiệt. Các phương pháp xử lý nhiệt nổi tiếng nhất là tôi, ram, v.v. Tôi cacbon là một loại tôi, một quá trình làm tăng độ cứng của thép bằng cách cho phép cacbon thâm nhập vào bề mặt của nó. Các quá trình này được ứng dụng rộng rãi trong sản phẩm làm từ thép và nhôm, bao gồm các bộ phận ô tô và bộ phận máy bay.
2. Xử lý bề mặt
Các quy trình xử lý bề mặt tiêu biểu bao gồm phủ lớp và xử lý tạo màng hóa học.
Lớp phủ
Đây là một quy trình xử lý phủ các lớp màng kim loại khác lên bề mặt kim loại. Nó có thể đạt được nhiều chức năng khác nhau như chống gỉ, cải thiện tính thẩm mỹ và làm cứng bề mặt, và được sử dụng rộng rãi trong đồ gia dụng, phụ tùng ô tô và các lĩnh vực khác.
Xử lý tạo màng hóa học
Khác với phương pháp phủ, quy trình này sử dụng các biện pháp hóa học để thay đổi tính chất của bề mặt kim loại, từ đó mang lại cho nó những đặc tính nhất định. Phương pháp này thường được sử dụng trong môi trường hoạt động khắc nghiệt cho các bộ phận của ô tô hoặc máy móc xây dựng cần chống gỉ.
Bản tóm tắt
Có nhiều phương pháp gia công kim loại khác nhau. Các phương pháp chính bao gồm gia công cơ khí, gia công dẻo, đúc và các phương pháp khác làm thay đổi hình dạng của kim loại. Xử lý nhiệt hoặc xử lý bề mặt và các quy trình khác làm thay đổi tính chất của kim loại cũng có thể được lựa chọn dựa trên mục đích sử dụng.
