إيجابيات وسلبيات الطرق الباردة والطرق الساخنة

يعد التشكيل على البارد عملية مهمة تستخدم لتشكيل المعادن وتقويتها. من أجل فهم أفضل لكيفية عمله، من المهم أولاً أن نفهم ما هو الحدادة، وما يقدمه كل نوع من أنواع الحدادة.

ما هو تزوير؟

الحدادة هي عملية تصنيع يتم من خلالها تشويه قطعة العمل المعدنية الصلبة ثم إعادة تشكيلها باستخدام الضغط. على عكس الطرق الأخرى لتشكيل المعدن، فإن الحدادة تمنح المبدع مزيدًا من التحكم في النتيجة النهائية لأن حبيبات المعدن تتشوه لتتبع الشكل الجديد. وهذا يعني أن المزور يمكنه أن يقرر أي أجزاء الجسم المعدني الجديد ستكون الأقوى. ونتيجة لذلك، تكون القطعة المطروقة أقوى من نفس القطعة التي تم إنشاؤها من خلال الصب أو التصنيع.

يتم استخدام أدوات مختلفة لإنجاز الحدادة، بما في ذلك المطرقة والسندان الأكثر تقليدية، بالإضافة إلى الاستخدام الصناعي للمطارق التي تعمل بالكهرباء أو البخار أو الهيدروليكية. اليوم، يتم إجراء الحدادة إلى حد كبير بواسطة الآلات على المستوى الصناعي وهي صناعة عالمية.

يتم إجراء عملية التطريق إما "ساخنة" أو "دافئة" أو "باردة". وبغض النظر عن درجة الحرارة، يمكن تصنيف الطريقة والآلات المستخدمة كواحدة مما يلي:

• تزوير القطرات: استخدام المطارق والمكابس اللولبية

• الحدادة بالضغط (الحركة الدورانية): استخدام الآلات الهيدروليكية والميكانيكية

• تزوير الضغط (الحركة الترجمية): استخدام مصانع الدرفلة

• تزوير الضغط (مزيج من الحركة الانتقالية والدورانية): التزوير والتزوير المداري

ما هو تزوير الباردة؟

يُسمى أيضًا التشكيل على البارد، والطرق على البارد هي عملية تتم بالقرب من درجة حرارة الغرفة، وليس في درجات حرارة أعلى مثل الطرق الدافئة والساخنة. ويتم ذلك عن طريق وضع قطعة الشغل بين قالبين، ثم دق القالبين حتى يأخذ المعدن شكله. بسبب الاحتكاك الناتج عن العملية، يمكن أن ترتفع درجة حرارة المعدن الذي يتم تشكيله إلى 250 درجة مئوية أو 482 درجة فهرنهايت. إن عملية التشكيل على البارد لها مزاياها وعيوبها.

مزايا تزوير الباردة

ولأن هذه العملية تتم دون تسخين المعدن مسبقًا، فإنها توفر العديد من المزايا وغالبًا ما تستخدم في صناعة السيارات. على سبيل المثال، غالبًا ما تكون أكثر اقتصادًا من العمليات الأخرى، حيث أن المنتج النهائي لا يتطلب الكثير من التشطيب، إن وجد على الإطلاق. لا يتبقى أيضًا سوى القليل من المواد الزائدة بعد ذلك، حيث أن الوزن الصافي للمعدن الأصلي هو تقريبًا نفس وزن المنتج النهائي. بالإضافة إلى عدم وجود مواد زائدة، فإن القوالب المستخدمة في التشكيل على البارد تدوم لفترة أطول من العمليات الأكثر سخونة، مما يعني عمليات استبدال أقل.

ميزة أخرى هي أنه على الرغم من انخفاض ليونة المعدن أثناء عملية التشكيل على البارد، إلا أن المعدن يشهد زيادة كبيرة في كل من مقاومة الخضوع والشد. نظرًا لعدم تسخينه، تحتفظ حبيبات المعدن بحجمها وتغير اتجاهها لتتناسب مع التغير في شكل القطعة نفسها، مما يؤدي إلى هذه القوة المتزايدة.

عيوب تزوير الباردة

العيب الرئيسي للتزوير على البارد هو أنه لا يمكن استخدامه لكل معدن لأن أنواعًا معينة تكون أكثر عرضة للتصدع أو الكسر أثناء العملية. على سبيل المثال، في حين يمكن تشكيل بعض أنواع الفولاذ في درجة حرارة الغرفة، فإن أنواع الفولاذ التي تحتوي على نسبة كربون تبلغ 0.5% أو أكثر لا يمكن تشكيلها.

عيب آخر هو أن التشكيل على البارد يمكنه إنشاء أشكال معينة فقط. عادة ما تكون هذه الأشكال أكثر أساسية ويتم إنتاجها بكميات كبيرة. إذا كنت تبحث عن قطعة معدنية مخصصة، فمن المحتمل أن تعمل عملية مختلفة بشكل أفضل لتحقيق النتيجة المرجوة.

كيف يختلف عن تزوير الساخنة؟

الفرق الأكثر وضوحًا بين الطرق الباردة والساخنة هو درجة الحرارة. على عكس الحدادة الباردة التي تبدأ عند درجة حرارة الغرفة أو بالقرب منها، يحدث الحدادة الساخنة عندما يتم تسخين المعدن فوق درجة حرارة إعادة البلورة. هذه عادة ما تكون درجة حرارة عالية للغاية، على سبيل المثال، يتم تسخين الفولاذ إلى 1150 درجة مئوية أو 2202 درجة فهرنهايت، وسبائك النحاس إلى 700-800 درجة مئوية أو 1300-1470 درجة فهرنهايت، وهو ما يعادل حوالي 75٪ من درجة حرارة الانصهار. تعتبر درجات الحرارة المرتفعة هذه ضرورية لمنع المعدن من التصلب أثناء عملية الحدادة. عند درجات الحرارة هذه، يكون المعدن في حالة تشبه البلاستيك، ولا يزال صلبًا من الناحية الفنية، ولكنه أكثر مرونة.

عادةً ما يتم إجراء الحدادة على الساخن من خلال عملية تسمى الختم، مما يعني وضع المعدن الساخن في مكبس، ثم ضغطه بين القالب والأداة.

مزايا تزوير الساخنة

ونظرًا لأن عملية الحدادة تتم عند درجات حرارة عالية، فإن المعدن البلاستيكي يكون قابلاً للسحب وسهل التشكيل. يمكن إنشاء أشكال وتصميمات معقدة أثناء التشكيل على الساخن، على عكس التشكيل على البارد حيث قد يكون ذلك صعبًا للغاية. إذا كنت تتطلع إلى تصنيع قطع معدنية مخصصة، فإن التشكيل على الساخن هو الخيار الأفضل نظرًا لحالته القابلة للطرق قبل التصلب. هذه الطريقة مثالية لإنشاء أشكال ثلاثية الأبعاد ومعقدة.

على عكس التشكيل على البارد، والذي يتطلب أحيانًا خطوة إضافية لتسخين الجزء الخارجي من المعدن بعد ذلك لمنحه الخصائص الصحيحة، فإن سطح المعدن الذي تم تشكيله من خلال درجات حرارة عالية يعد مثاليًا لمعظم أنواع أعمال التشطيب.

يعد التشكيل على الساخن أيضًا مثاليًا للمعادن ذات نسبة التشكيل العالية، لأن سلامة المعدن لا تتأثر بالحرارة العالية. يمكن تشكيل هذه المعادن بسهولة دون رؤية أي عيوب في المعدن، مما يجعلها قوية وقابلة للسحب.

عيوب تزوير الساخنة

من عيوب الطرق الساخن، عند مقارنته بالطرق البارد، أن بعض المعادن يمكن أن تتشوه إذا لم تتم مراقبتها بعناية عند تسخينها وتزويرها ثم تبريدها. وهذا يعني تفاوتات أقل دقة من المعدن المشكل من خلال التشكيل على البارد.

غالبًا ما يكون الطرق الساخن أيضًا أكثر تكلفة من الطرق البارد بسبب المعالجة الحرارية اللازمة لبدء عملية الحدادة، بالإضافة إلى عملية التبريد التي تمنع الاعوجاج. من الأفضل إجراء هذه المعالجة الحرارية عندما تكون آلية، خاصة على المستوى الصناعي، مما قد يؤدي إلى تكاليف إضافية أولية لشراء الأدوات.

في النهاية، تعتمد العملية التي تختارها على المنتج الذي تحتاجه ونوع المعدن الذي ستستخدمه. يمكن أن تكون كلتا الطريقتين طرقًا فعالة لتقوية قطع العمل المعدنية وتشكيلها في المنتج النهائي الذي تحتاجه.