Dövme – Süreç, Sınıflandırma ve Yöntemler

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.

Dövme, metalleri çekiçleme, presleme veya haddeleme yoluyla şekillendiren bir üretim sürecidir. Kökenleri MÖ 4000 gibi erken bir tarihte Mezopotamya’ya kadar uzanmaktadır. İlk insanlar metali ısıtmanın şekillendirmeyi kolaylaştırdığını keşfettikçe, süreç doğal olarak basit çekiçlemeden gelişmiştir. Demirciler metalleri ısıtmak için fırınları kullanır, böylece kılıç ve tarım aletleri gibi silah ve aletler üretirlerdi.

Yüzyıllar boyunca dövme, modern endüstrilerin taleplerini karşılamak için önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Hadi konuya girelim.

Dövme Nedir?

Dövme, aşağıdakileri kullanan bir üretim sürecidir ısı ve yüksek basınç metali istenilen şekle sokmak için kullanılır. Yüksek sıcaklıklara kadar ısıtıldığında ham metal dövülebilir hale gelir. Üreticiler metali nispeten kolay bir şekilde şekillendirmek için manuel kuvvet, hidrolik presler ve diğer özel ekipmanlar kullanabilir.

Günümüzde dövme ürünlerin çoğu elektrikle çalışan presler kullanılarak üretilmektedir. Bununla birlikte, Şam çeliği bıçaklar gibi bazı özel ürünler hala geleneksel manuel yöntemler kullanılarak üretilmektedir.

Dövme işleminde kullanılan popüler metallerden bazıları alaşımlı çelik, alüminyum, pirinç, karbon çeliği, bakır, dubleks çelik, nikel, paslanmaz çelik, titanyum ve takım çeliğidir. Genel olarak, çok kırılgan olmayan metaller dövme işlemine tabi tutulabilir. Öte yandan, dökme demir, bazı yüksek karbonlu çelikler ve diğer kırılgan alaşımlar gibi malzemeler, darbe yüklerine dayanamamaları nedeniyle dövme için uygun değildir.

Dövme parçalar, rafine bir tane yapısı, daha yüksek yorulma direnci ve mukavemet dahil olmak üzere çok sayıda avantaj sağlar. Ayrıca, nihai üründe gözeneklilik, çatlak ve hava delikleri gibi kusurlar bulunmaz.

Dövme, fazla metal kullanmadan parçaları seri üretecek şekilde tasarlanabilir. Havacılık, otomotiv, petrol ve gaz gibi güvenlik ve performans odaklı endüstrilerde krank milleri, yüksek basınç valfleri, bilyeli mafsallar, kamlar ve dişliler gibi kritik bileşenler için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dövme İşlem Adımları

Isı ve yüksek basınç çoğu metali yumuşatarak dövmenin geniş bir malzeme yelpazesinde etkili olmasını sağlar. Ancak, farklı metallerin özellikleri değişiklik gösterdiğinden, dövme işleminin buna göre uyarlanması gerekir. Ana adımlarını anlamak için tipik bir dövme işlemini inceleyelim:

Kalıp Tasarımı ve Üretimi

Modern dövme süreçlerinde, üretilen parçaların doğruluğunu, hassasiyetini ve hızını artırmak için kalıplar kullanılır. Kalıp tasarımı ve imalatı, dövme işleminin ilk adımıdır. İyi bir kalıp, daha iyi tane akışı, iyi yüzey kalitesi, daha az fire, gelişmiş boyutsal doğruluk ve tutarlı üretim kalitesi gibi avantajlar sağlayabilir.

Kütük/İngot Hazırlama

Farklı kesitlere sahip kütükler veya külçeler dövme işlemi için hammadde görevi görür. Ürün özelliklerine bağlı olarak, uygun kesitlerin gerekli uzunlukları kesilir ve dövme üretim hattına dahil edilir.

Isıtma

Soğuk bir metali dövmenin bir anlamı yoktur. Bu adımda metal, tipik olarak bir fırında dövme sıcaklığına kadar ısıtılır. Bu çelik için dövme sıcaklığı 850 ila 1150 santigrat derece arasında değişirAlüminyum için ideal dövme sıcaklığı ise 500 santigrat dereceye kadar çıkmaktadır. Dövme işlemi için özel ısıtma ve ıslatma sıcaklıkları kullanılan metalin türüne göre belirlenir.

Dövme

Isıtılan metal kalıba taşınır ve burada preslenerek şekillendirilir. Son şekli elde etmek için çeşitli kalıplardan birden fazla geçiş gerekebilir. Ayrıca, parçanın presler arasında yeniden ısıtılması gerekebilir.

Isıl İşlem

Çoğu bileşen, mukavemet ve sertlik de dahil olmak üzere belirli mekanik özellikleri geliştirmek için dövme işleminin ardından ısıl işleme tabi tutulur. Normalde kullanılan ısıl işlem süreçleri tavlama, temperleme, su verme, normalleştirme, çözelti işlemi ve sementasyondur.

Soğutma

Soğutma, mukavemet ve tane yapısı gibi özellikleri geliştirmek için mükemmel bir fırsat sunar. Çeşitli soğutma mekanizmaları ve hızları kullanılarak dövme bileşenlerde arzu edilen özelliklerin geliştirilmesi teşvik edilebilir.

Bitirme

Bileşenin kullanıma uygun hale gelmesi için işleme, düzeltme ve yüzey işleme gibi son işlemlere tabi tutulması gerekebilir. Ayrıca, bu aşamada özel kaplamalar uygulanarak korozyon direnci ve estetik çekicilik gibi özellikler geliştirilebilir.

Dövme İşlemleri Nasıl Sınıflandırılır

Metalurji alanındaki sürekli araştırma ve ilerlemeler, dövme işleminin çeşitli varyasyonlarının geliştirilmesine yol açmıştır. Günümüzde, nihai üründe farklı özellik kombinasyonları elde etmek için çok çeşitli dövme teknikleri kullanılmaktadır. Çeşitli dövme işlemlerini daha iyi anlamak için iki temel sınıflandırma yöntemi kullanacağız. Dövme işlemleri şu şekilde sınıflandırılabilir –

Sıcaklığa Göre Sınıflandırma

Sıcaklığa göre kategorize edilen üç ana dövme işlemi türü vardır: soğuk dövme, sıcak dövme veya sıcak dövme.

Sıcak Dövme

Sıcak dövme, metalin yeniden kristalleşme sıcaklığını aşan bir sıcaklığa kadar ısıtıldığı orijinal dövme prosedürüdür. Bu sıcaklık tipik olarak saf metallerin erime noktasının 0,3 ila 0,4 katı arasındayken alaşımlar için yaklaşık yarısıdır. Bu yüksek sıcaklıkta, metalin mikroyapısı iç gerilimleri hafifletir ve yeni taneler oluşturur, böylece mukavemet ve süneklik gibi mekanik özellikleri geliştirir.

Metal bu sıcaklığa ulaştığında, istenen şekle sokmak için bir sıkıştırma kuvveti uygulanır. Sıcak dövme ürünler, malzeme daha yüksek sıcaklıklarda daha kolay deforme olduğu için daha düşük seviyelerde basınç kuvveti gerektirir.

Ancak sıcak dövmenin çeşitli dezavantajları vardır. Bu teklifler daha düşük hassasiyetve final yüzey kalitesi daha pürüzlüdür diğer süreçlere kıyasla. Ek olarak, iş parçası kusurlara karşı hassas oksidasyon, dekarbürizasyon ve yanık hasarı gibi.

Sıcak Dövme

Sıcak dövmede metal, yeniden kristalleşme sıcaklığının önemli ölçüde altında kalmaya devam ederken oda sıcaklığının üzerinde ısıtılır. Isı metali daha esnek hale getirir. Sıcak dövme ile karşılaştırıldığında, sıcak dövme daha pürüzsüz yüzey ve daha fazla hassasiyetAncak aynı zamanda daha yüksek deformasyon direnci sunar. Sonuç olarak, daha büyük sıkıştırma kuvvetleri sıcak dövmeye kıyasla ılık dövmede metali şekillendirmek için gereklidir.

Soğuk Dövme

Oda sıcaklığında gerçekleştirilen bir dövme işlemi soğuk dövme olarak adlandırılır. Bu işlemde metal ısıtılmaz; bunun yerine malzemeyi doğrudan şekillendirmek için sıkıştırma kuvvetleri uygulanır. Bu teknik şu sonuçları verir üstün yüzey kaplamalari, yüksek boyutsal doğrulukve hemen kullanıma hazır parçalar. Buna ek olarak, soğuk dövme otomatikleştirilecek en basit süreçler.

Ancak, süreç yüksek tonajlı presler gerektirirönemli sıkıştırma kuvvetleri gerekli olduğundan. Parça ayrıca çatlamaya eğilimli Düşük sıcaklıklardaki düşük plastisitesi nedeniyle.

Kullanılan Alet ve Ekipmana Göre

Dövme işlemlerini sınıflandırmak için alet ve ekipmanları da kullanabiliriz. Geleneksel olarak demirciler metalleri dövmek için çekiç ve örs gibi ilkel ekipmanlar kullanırlardı. Zamanla su çarkları büyük körükleri çalıştırarak ÇİÇEKÇİLİK daha yüksek fırın sıcaklıklarına ulaşmak için.

Daha sonra, Sanayi Devrimi ile birlikte, dövme yoluyla daha karmaşık şekiller üretmek için kalıplar kullanan mekanik ve hidrolik güçle çalışan presler ve alt üst ediciler kullanılmaya başlandı. Ayrıca bu dönemde, farklı kesitlere sahip uzun parçalar oluşturmak için sağlam merdanelerin kullanıldığı merdaneli dövme mekanizasyonu geliştirilmiştir.

Dövme Yöntemleri Türleri

Dövme prosesi, proses düzeni, üretilen parça türleri, otomasyon seviyesi ve kullanılan ekipman türü gibi faktörlere bağlı olarak çeşitli yöntemlere ayrılır. Bu bölümde, günümüzde kullanılan en popüler dövme proseslerinden bazılarına genel bir bakış sağlamak için bu faktörleri entegre edeceğiz. Ele alacağımız yöntemler aşağıdakileri içermektedir:

Damla Dövme

Damla dövme, bir damla çekicin belirli bir yükseklikten bir iş parçası üzerine bırakıldığı bir üretim sürecidir. İş parçası sabit bir örs üzerine yerleştirilir. Çoklu darbeler tarafından üretilen kuvvetler, iş parçasını kademeli olarak istenen şekle sıkıştırır.

Damla dövme iki tipe ayrılabilir: açık kalıpta dövme ve kapalı kalıpta dövme. Açık kalıpla dövmede, iş parçasının üzerinde konumlandırılmış bir kalıp yoktur; bunun yerine çekiç iş parçasının yüzeyiyle doğrudan temas eder. Açık kalıp dövme işleminin bir varyasyonu şu şekilde bilinir Cogging Burada malzeme metal pençeler kullanılarak yerine sabitlenirken, manipülatörler (metal kalıplar) malzemenin şeklini değiştirmek için iki ya da dört yönden yaklaşır.

Aksine, kapalı kalıpla dövme, iş parçasını kalıbın içine hapseder. Kapalı kalıpla dövme, baskı kalıpla dövme olarak da bilinir. İstenen nihai şekil kalıplardan birine veya her ikisine (üst ve alt) dökülebilir. Çekiç üst kalıba vurdukça, dövülmekte olan metali kalıp boşluğunu doldurmaya zorlar.

Karşı üfleme süreci damla dövme tekniğinin bir varyasyonudur. Yerçekimine dayanan damla dövme işleminin aksine, karşı üfleme işleminde dövme kalıp boşluklarını birbirine doğru hızlandırmak için yüksek basınçlı hava veya yağ kullanılır. Kalıplar arasına yerleştirilen metal stok, hızlanan kalıplar tarafından üretilen yoğun darbe kuvvetlerini emerek kalıpların şekline uymasını sağlar.

Pres Dövme

Pres dövme, damla dövmeye benzer bir prensip kullanır; ancak darbeye dayanmak yerine, daha uzun süren sürekli bir kuvvet kullanır. Ani bir darbeden ziyade kontrollü bir sıkma.

Damla dövmenin etkisi metal iş parçasının çekirdeğini deforme etmez; etkiler yüzey tabakasıyla sınırlıdır. Buna karşılık, presle dövmede uygulanan sürekli basınç, parçanın tüm hacmi boyunca plastik deformasyona neden olur. Dövme presleri soğuk ya da sıcak dövme işlemi kullanabilir.

Üzgün Dövme

Başlık verme olarak da bilinen baş aşağı dövme, bir iş parçasının bir ucunu deforme etmek veya alt üst etmek için bir dizi kalıp kullanır. Bu işlem genellikle çivi, cıvata ve vida gibi nesneleri oluşturmak için yuvarlak çubukların bir ucundaki kesitini artırmak için kullanılır.

Yuvarlak çubuk tutma kalıpları kullanılarak sabitlenirken, başka bir kalıp açıkta kalan uca doğru ilerler, onu sıkıştırır ve şeklini değiştirir.

Otomatik Sıcak Dövme

Otomatik sıcak dövme yöntemi bir seri üretimin hızlı ve verimli araçları Çelik çubuklardan boşluklar veya bitmiş ürünler. Otomatik sıcak dövme değirmeninin bir tarafında, belirtilen uzunluklara sahip çelik çubuklar makineye beslenir. Bu çubuklar indüksiyonla ısıtılır, kireçten arındırılır, kesilir ve dövme makinesinde saniyeler içinde bitmiş ürünlere dönüştürülür.

Parçalar makinenin içindeyken birkaç şekillendirme aşamasından geçebilir. Dövme makinesinden elde edilen çıktı, bitmiş üründeki faydalarını elde etmek için bazen soğuk veya hassas dövmeye gönderilir.

Rulo Dövme

Rulo dövme, otomatik dövmeye benzer şekilde, aşağıdakileri yapabilen özel bir dövme işlemidir benzersiz bir kesite sahip parçalar üretmek büyük ölçekte.

Merdaneli dövme, düz veya yuvarlak kesitli uzun çubukları alan iki karşılıklı merdaneyi içerir. Çubuk merdaneler arasındaki boşluktan geçerken sıkıştırılır, bu da kalınlığın azalmasına ve malzemenin uzunluğunun artmasına neden olur.

Nihai ürün birden fazla aşama gerektiriyorsa, parça bir kez geçtikten sonra ters çevrilebilir ve aynı veya farklı bir silindir setinden tekrar geçirilebilir.

Rulo dövme sıcak veya soğuk tipte olabilir. Sıcak dövme daha hafif sıkıştırma kuvvetleri gerektirir. Merdaneli dövme işlemi, iş parçası için mükemmel bir tane yapısı sağlar.

Haddelenmiş Halka Dövme

Haddelenmiş halka dövme işlemi şunları üretir dikişsiz metal halkalar dövme işleminden kaynaklanmaktadır. İşlem, silindirik bir stoğun merkezden delinerek bir çörek şekli oluşturulmasıyla başlar. Bu içi boş merkeze bir avara silindiri yerleştirilir. İş parçası daha sonra iki farklı silindir seti kullanılarak döndürülür ve manipüle edilir.

Bir tahrik silindiri, iş parçasını kendisi ve avara silindiri arasında bastırarak donut deliğinin boyutunu kademeli olarak artırır. Üstte ve altta bulunan eksenel silindirler, kalınlığını (veya silindirik yüksekliğini) azaltmak için çörek yüzeylerini sıkıştırır.

Nihai ürün, dikişsiz ve orijinal iş parçasından türetilen mükemmel bir tane yapısına sahip halka şeklinde bir bileşendir. Haddelenmiş halka dövme, tipik olarak hem işlevsel hem de güvenlik amacıyla dikişsiz parçalar gerektiren dişliler, debriyajlar ve rulmanlar gibi kritik bileşenler için kullanılır.

Hassas Dövme

Ağ şeklinde veya ağ şekline yakın dövme olarak da bilinen hassas dövme, bir dövme işlemidir önemli ölçüde daha düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilir sıcak dövmede kullanılanlardan daha yüksektir ve daha fazla hassasiyet sağlar. Çelik için, hassas dövmede sıcaklık aralığı 750 ila 950 santigrat derece (1380 ila 1740 Fahrenheit) arasındadır.

Hassas dövme, tek başına bir işlemden ziyade öncelikle bir son işlemdir. Diğer dövme yöntemleriyle üretilen bileşenler, kullanıma alınmadan veya ek imalat süreçlerinden geçirilmeden önce hassas dövmeye gönderilir.

Soğuk Dövme

Hassas dövme de şu adreste gerçekleştirilebilir ortama yakın sıcaklıklarGenellikle soğuk dövme olarak adlandırılan bir işlemdir. Bu yöntem son derece hassas nihai boyutlar verir ve tipik olarak ek son işlem operasyonlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bununla birlikte, her tür metal için uygun değildir ve kalıpların birleşme yüzeylerinin korunmasında yağlama çok önemli bir rol oynar. Soğuk dövme, alüminyum gibi yumuşak metaller için sıklıkla kullanılır.

İzotermal Dövme

Adından da anlaşılacağı gibi, izotermal dövme sabit bir sıcaklıkta gerçekleştirilir. Hem işlenmemiş parça hem de kalıp, tüm dövme işlemi boyunca eşit bir sıcaklıkta tutulur.

Bu özel koşullar, belirlenen bir sıcaklıkta bir metalin plastisitesinin tam olarak kullanılmasına izin verir. İzotermal dövme, diğer metallere kıyasla 430 °C (806 °F) gibi nispeten daha düşük bir dövme sıcaklığına sahip olan alüminyumu dövmek için yaygın olarak kullanılır.

İzotermal dövme, artan hassasiyet, azaltılmış hata oranları, daha düşük basınç kuvvetleri ve gelişmiş malzeme plastisitesi gibi çeşitli avantajlar sunar.

İndüksiyon Dövme

İndüksiyon dövme farklı bir metal dövme işlemi değil, daha ziyade bir ısıtma yöntemi dövme sıcaklığına ulaşmak için kullanılır. Yüksek güçlü indüksiyon bobinleri sıcaklıkta hızlı bir artış sağlar ve döngü sürelerini azaltmak için seri üretim ortamlarında kullanılır.

Isıtma düzeneğini sürece uygun şekilde ayarlayarak çeşitli süreçlerde kullanabiliriz.

Dövme

Swaging, özel bir metal dövme işlemidir içi boş kesitlerde konik veya sivri kenarlar oluşturmak için kullanılırborular gibi. Swaging, açık uçları kapatmak veya bir boru ucunun çevresini genişleterek diğer boru bölümleriyle bağlantıyı kolaylaştırmak için kullanılır.

Bu işlemde malzeme önce dövme sıcaklığına kadar ısıtılır ve ardından boru ucunu yeniden şekillendirmek için bir kalıba bastırılır. Esnek bir bahçe hortumunu bir su çıkış bağlantısına zorladığınızı düşünün. Metal borunun kalıptan ayrıldıktan sonra şeklini koruması dışında dövme işlemi görsel olarak buna benzer. Bu sadece belirli bir örnektir. Süreç parametreleri, bir dizi sonuç üretmek için manipüle edilebilir.

Sonuç

Dövme, metal işlemede belirgin avantajlar sunar. Kritik uygulamalara uygun, yüksek mukavemetli, güvenilir ürünler üretmek için uygun maliyetli ve çok yönlü bir yöntemdir. Dövme işleminden kaynaklanan rafine tane yapısı, olağanüstü yönlü mukavemet ve yapısal bütünlük sağlar.

Sonuç olarak, bu işlem krank milleri, demiryolu tekerlekleri ve rayları, araç aksları, bağlantı çubukları, süspansiyonlar, dişliler, miller ve rulmanlar gibi önemli bileşenler için kullanılır.

Dövme işlemi giderek popülerlik kazanıyorÖzellikle titanyum ve süper alaşımlar gibi metallerde. Bu sürecin önümüzdeki yıllarda daha yaygın hale gelmesi beklenmektedir. giderek daha doğru ve rafine Gelişmiş malzeme ve simülasyon tekniklerinin kullanımı yoluyla.

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.