kute a tłoki odlewane: Jaka jest różnica?

przyglądamy się różnicy między tłokami kutymi i odlewanymi oraz dlaczego części kute są mocniejsze i bardziej niezawodne.

mocne i niezawodne części silnika mogą mieć większe znaczenie, niż niektórzy z nas zdają sobie sprawę zarówno dla zawodników, zawodników, kierowców, jak i mechaników. Mówiąc z osobistych doświadczeń jako rowerzysta dirt i racer, miałem znaczący wypadek w 1991 roku, kiedy mój tłok motocykla nie na twarzy potrójnego skoku, zmuszając mnie na kierownicy, w wyniku dwóch złamanych rąk, cztery operacje, i koniec mojego zawodowego marzenia wyścigowego. Po tym otwierającym oczy doświadczeniu zacząłem edukować się na temat pochodzenia części używanych w moim rowerze. Zacząłem od różnic między procesami kutego i odlewanego metalu, w tym ich zalet i wad. Niezależnie od powodów, dla których wybieramy części, wszyscy powinniśmy wiedzieć trochę więcej o ich rozwoju, zanim rzucimy nogą nad motocyklem lub zasiądziemy za kierownicą samochodu wyścigowego.

życie tłoka JE zaczyna się od pręta z aluminium, ulega kuciu i kończy się jako w pełni obrobiony tłok.

większość z nas słyszała terminy „Odlewanie” i „kucie” w odniesieniu do podstawy tłoków i elementów silnika, nie myśląc o tym, co dzieli te dwa procesy metalowe. Kucie to kontrolowane odkształcenie metalu w określony kształt przez kompleksową siłę, proces ewoluował z kowalstwa. Odlewanie polega na wlewaniu ciekłego metalu do formy. Główne różnice między nimi obejmują wytrzymałość, integralność strukturalną i odporność na uderzenia i zmęczenie.

przepływ ziarna

istotną różnicą w procesie kucia jest produkcja osiowania kierunkowego, bardziej znanego jako przepływ ziarna. Prawidłowy przepływ ziarna pozwala na prawie brak wad konstrukcyjnych lub pustych przestrzeni typowych w procesie odlewania. Gdy metal jest kute, struktura molekularna stopu jest zmuszony do kierunkowego wyrównania, dając część bardziej spójne właściwości wytrzymałościowe. W procesie odlewania cząsteczki stopu mogą swobodnie osiedlać się tam, gdzie chcą, tworząc losową strukturę ziarna i otwierając potencjał słabych punktów.

niektóre odkuwki tłokowe JE mogą wyglądać na proste, ale struktura ziarna aluminium została wyrównana, tworząc znacznie większą wytrzymałość w porównaniu do odlewów.

prosta analogia pomaga w dalszym wyjaśnieniu różnic na poziomie podstawowym: porównaj proces kucia z wykonaniem stołu z litego dębu. Materiał jest w swojej najprawdziwszej formie, zachowując oryginalną wyrównaną strukturę, dzięki czemu jest bardzo wytrzymały. Teraz porównaj proces odlewania z płytą OSB (oriented strand board), mieszaniną cząstek drewna ściśniętych razem w nieoryginalnej formie, dzięki czemu jest giętki, ale traci wiele oryginalnych właściwości wytrzymałościowych drewna.

(po lewej) struktura ziarna dębu jest dobrze wyrównana, tworząc wytrzymałość. Porównaj to z kutym aluminium. (Po prawej) struktura ziarna w OSB (oriented strand board) jest losowa, tworząc wrażliwe obszary. Porównaj to z odlewanym stopem.

długa historia kucia

starożytne pochodzenie (już 4000 pne) procesu kucia rozpoczęło się w projektowaniu broni. Na długo przed rozwojem silników wojownicy używali brązu i kutego żelaza do produkcji broni.

Kucie metalu sięga kiedy Kowale kute broni i innych przedmiotów ręcznie.

Kute metalowe Bronie zaczynały się od metalowego bloku, który był podgrzewany do określonej temperatury, a następnie młotkowany, dziurkowany lub w inny sposób manipulowany do pożądanego kształtu.

w przeciwieństwie do czasów starożytnych, nowoczesne kucie jest bardzo specyficzne. JE Pistons wykorzystuje swój własny zakład kucia z certyfikatem ISO 9000, wyposażony w trzy mechaniczne Prasy kucia i dwie izotermiczne Prasy hydrauliczne, a także swój zakład obróbki cieplnej klasy lotniczej, aby zakończyć cały proces. Obecnie są jednym z niewielu producentów tłoków na rynku wtórnym w Stanach Zjednoczonych z tą przewagą.

Prasy do kucia: mechaniczne i izotermiczne hydrauliczne

główne różnice między izotermiczną prasą hydrauliczną a prasą mechaniczną to korzyści specyficzne dla danego zastosowania. Kluczową cechą prasy mechanicznej jest wysoka wydajność produkcji. Siła i prędkość są określane przez położenie tłoka, z pełną siłą znamionową dostępną tylko wtedy, gdy tłok znajduje się w dolnym martwym centrum. Gdy tłoki są kute za pomocą prasy mechanicznej, temperatura zarówno matrycy, jak i krążka musi pozostać stała i kontrolowana przez cały proces.

mechaniczna Prasa Kuźnicza jest obsługiwana przez dwie osoby, aby zapewnić stałą temperaturę podczas wykuwania tłoków.

główną różnicą w przypadku izotermicznej prasy hydraulicznej jest zastosowanie komputerowego sterowania numerycznego (CNC). Funkcje sterowane komputerowo pozwalają prasie na pełną siłę znamionową dostępną podczas pełnego skoku pamięci ram. Dodatkowe funkcje umożliwiają regulację i kontrolę siły i prędkości siłownika podczas całego procesu kucia, a także monitorowanie temperatur w celu łatwiejszej kontroli konsystencji. Ta metoda kucia jest daleko od starożytnych procesów ogrzewania i młotkowania metalu, ale koncepcja pozostaje taka sama.

izotermiczna prasa hydrauliczna jest sterowana CNC, dając precyzyjną kontrolę nad siłą i temperaturą.

procesy po kuciu

tłoki kucia wymuszają przepływ materiału i kształt wokół matrycy kucia, tworząc kształt podstawy i strukturę tłoków. Po kuciu tłoki wymagają dobrej ilości obróbki, w tym odciążenia zaworów, spódnice, ziemie pierścieniowe, otwory na sworznie i inne podrośnięte cechy. Ta rozległa obróbka skrawaniem jest źródłem wyższych kosztów tłoków kutych i odlewanych. Tłoki JE są obrabiane na serii najnowocześniejszych maszyn CNC, co pozwala na konsekwentne osiąganie bardzo szczegółowych pomiarów i tolerancji.

po zakończeniu obróbki kute tłoki przechodzą obróbkę cieplną klasy lotniczej JE, co jest równie ważnym krokiem w celu zapewnienia niezawodności tłoków ponad oczekiwania. Po tym, niektóre tłoki mogą otrzymać powłoki, takie jak PerfectSkirt spódnica powłoki.

Kucie ma długą historię w tworzeniu części ze stopów, a dziesięciolecia innowacji i nowych technologii doprowadziły do zdolności JE do tworzenia zaawansowanych i niezawodnych kutych tłoków. Nowe metody, techniki i poprawki będą nadal testowane i rozwijane, aby utrzymać technologię tłoka do przodu.

je_pistons_forged_cast_011.jpg

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.