Dalam kerja logam, tuangan ialah satu proses di mana logam cecair dihantar ke dalam acuan (biasanya dengan pijar) yang mengandungi kesan negatif (iaitu, imej negatif tiga dimensi) daripada bentuk yang dimaksudkan.Logam dituangkan ke dalam acuan melalui saluran berongga yang dipanggil sprue.Logam dan acuan kemudiannya disejukkan, dan bahagian logam (pemutus) diekstrak.Tuangan paling kerap digunakan untuk membuat bentuk kompleks yang sukar atau tidak ekonomik dibuat dengan kaedah lain.
Proses penuangan telah diketahui selama beribu-ribu tahun, dan telah digunakan secara meluas untuk arca (terutamanya dalam gangsa), perhiasan dalam logam berharga, dan senjata serta alatan.Tuangan kejuruteraan tinggi ditemui dalam 90 peratus barangan tahan lama, termasuk kereta, trak, aeroangkasa, kereta api, peralatan perlombongan dan pembinaan, telaga minyak, perkakas, paip, pili bomba, turbin angin, loji nuklear, peranti perubatan, produk pertahanan, mainan dan lebih.
Teknik tradisional termasuk tuangan lilin hilang (yang boleh dibahagikan lagi kepada tuangan emparan, dan tuangan tuangan langsung bantuan vakum), tuangan acuan plaster dan tuangan pasir.
Proses tuangan moden dibahagikan kepada dua kategori utama: tuangan yang boleh dibelanjakan dan yang tidak boleh dibelanjakan.Ia dipecahkan lagi oleh bahan acuan, seperti pasir atau logam, dan kaedah menuang, seperti graviti, vakum, atau tekanan rendah.
Penempaan ialah proses pembuatan yang melibatkan pembentukan logam menggunakan daya mampatan setempat.Pukulan dihantar dengan tukul (selalunya tukul kuasa) atau dadu.Penempaan selalunya dikelaskan mengikut suhu di mana ia dilakukan: penempaan sejuk (sejenis kerja sejuk), penempaan panas, atau penempaan panas (sejenis kerja panas).Untuk dua yang terakhir, logam dipanaskan, biasanya dalam tempaan.Bahagian palsu boleh berjulat berat daripada kurang daripada satu kilogram hingga ratusan tan metrik. Penempaan telah dilakukan oleh pandai besi selama beribu tahun;produk tradisional ialah peralatan dapur, perkakasan, alatan tangan, senjata bermata, simbal, dan barang kemas.Sejak Revolusi Perindustrian, bahagian palsu digunakan secara meluas dalam mekanisme dan mesin di mana sahaja komponen memerlukan kekuatan tinggi;penempaan tersebut biasanya memerlukan pemprosesan lanjut (seperti pemesinan) untuk mencapai bahagian yang hampir siap.Hari ini, penempaan adalah industri utama di seluruh dunia
Tuangan acuan boleh guna ialah klasifikasi generik yang merangkumi acuan pasir, plastik, cengkerang, plaster dan pelaburan (teknik hilang lilin).Kaedah tuangan acuan ini melibatkan penggunaan acuan sementara yang tidak boleh digunakan semula.
Tuangan pasir
Tuangan pasir adalah salah satu jenis tuangan yang paling popular dan paling mudah, dan telah digunakan selama berabad-abad.Tuangan pasir membolehkan kelompok yang lebih kecil daripada tuangan acuan kekal dan pada kos yang sangat berpatutan.Kaedah ini bukan sahaja membolehkan pengeluar mencipta produk pada kos yang rendah, tetapi terdapat faedah lain untuk tuangan pasir, seperti operasi bersaiz sangat kecil.Proses ini membolehkan tuangan yang cukup kecil muat di tapak tangan seseorang kepada yang cukup besar hanya untuk katil kereta api (satu tuangan boleh mencipta keseluruhan katil untuk satu kereta rel).Tuangan pasir juga membolehkan kebanyakan logam dituang bergantung pada jenis pasir yang digunakan untuk acuan.
Tuangan pasir memerlukan masa utama beberapa hari, atau kadangkala berminggu-minggu, untuk pengeluaran pada kadar keluaran yang tinggi (1–20 keping/jam acuan) dan tiada tandingan untuk pengeluaran bahagian besar.Pasir hijau (lembap), yang berwarna hitam, hampir tiada had berat bahagian, manakala pasir kering mempunyai had jisim bahagian praktikal 2,300–2,700 kg (5,100–6,000 lb).Berat bahagian minimum berjulat dari 0.075–0.1 kg (0.17–0.22 lb).Pasir diikat menggunakan tanah liat, pengikat kimia, atau minyak terpolimer (seperti minyak motor).Pasir boleh dikitar semula berkali-kali dalam kebanyakan operasi dan memerlukan sedikit penyelenggaraan.
Pengacuan loam
Pengacuan loam telah digunakan untuk menghasilkan objek simetri yang besar seperti meriam dan loceng gereja.Loam adalah campuran tanah liat dan pasir dengan jerami atau tahi.Model yang dihasilkan dibentuk dalam bahan rapuh (chemise).Acuan dibentuk di sekeliling chemise ini dengan menutupnya dengan tanah liat.Ini kemudian dibakar (dibakar) dan chemise dikeluarkan.Acuan kemudiannya berdiri tegak di dalam lubang di hadapan relau untuk logam dituangkan.Selepas itu acuan dipecahkan.Oleh itu, acuan hanya boleh digunakan sekali, supaya kaedah lain lebih disukai untuk kebanyakan tujuan.
Tuang acuan plaster
Tuangan plaster adalah serupa dengan tuangan pasir kecuali plaster of paris digunakan sebagai ganti pasir sebagai bahan acuan.Secara amnya, borang mengambil masa kurang dari seminggu untuk disediakan, selepas itu kadar pengeluaran 1–10 unit/jam acuan dicapai, dengan item seberat 45 kg (99 lb) dan sekecil 30 g (1 oz) dengan kemasan permukaan yang sangat baik dan toleransi yang rapat.[5]Tuangan plaster adalah alternatif yang murah kepada proses pengacuan lain untuk bahagian yang kompleks kerana kos plaster yang rendah dan keupayaannya untuk menghasilkan tuangan bentuk bersih yang hampir.Kelemahan terbesar ialah ia hanya boleh digunakan dengan bahan bukan ferus takat lebur rendah, seperti aluminium, kuprum, magnesium dan zink.
Pengacuan cangkerang
Pengacuan cangkang adalah serupa dengan tuangan pasir, tetapi rongga pengacuan dibentuk oleh "cangkang" pasir yang mengeras dan bukannya kelalang yang diisi dengan pasir.Pasir yang digunakan adalah lebih halus daripada pasir tuangan pasir dan dicampur dengan resin supaya boleh dipanaskan mengikut corak dan mengeras menjadi cangkerang di sekeliling corak.Kerana resin dan pasir yang lebih halus, ia memberikan kemasan permukaan yang lebih halus.Proses ini mudah automatik dan lebih tepat daripada tuangan pasir.Logam biasa yang dituang termasuk besi tuang, aluminium, magnesium dan aloi tembaga.Proses ini sesuai untuk item kompleks yang bersaiz kecil hingga sederhana.
Pemutus pelaburan
Tuangan pelaburan (dikenali sebagai tuangan lilin hilang dalam seni) ialah satu proses yang telah diamalkan selama beribu-ribu tahun, dengan proses lilin hilang menjadi salah satu teknik pembentukan logam tertua yang diketahui.Dari 5000 tahun yang lalu, apabila lilin lebah membentuk corak, kepada lilin berteknologi tinggi hari ini, bahan refraktori, dan aloi pakar, tuangan memastikan komponen berkualiti tinggi dihasilkan dengan faedah utama iaitu ketepatan, kebolehulangan, serba boleh dan integriti.
Pemutus pelaburan memperoleh namanya daripada fakta bahawa corak dilaburkan, atau dikelilingi, dengan bahan tahan api.Corak lilin memerlukan penjagaan yang melampau kerana ia tidak cukup kuat untuk menahan daya yang dihadapi semasa membuat acuan.Satu kelebihan penuangan pelaburan ialah lilin boleh digunakan semula.
Proses ini sesuai untuk pengeluaran berulang komponen bentuk bersih daripada pelbagai logam yang berbeza dan aloi berprestasi tinggi.Walaupun secara amnya digunakan untuk tuangan kecil, proses ini telah digunakan untuk menghasilkan bingkai pintu pesawat yang lengkap, dengan tuangan keluli sehingga 300 kg dan tuangan aluminium sehingga 30 kg.Berbanding dengan proses tuangan lain seperti tuangan mati atau tuangan pasir, ia boleh menjadi proses yang mahal.Walau bagaimanapun, komponen yang boleh dihasilkan menggunakan tuangan pelaburan boleh menggabungkan kontur yang rumit, dan dalam kebanyakan kes komponen dibuang berhampiran bentuk bersih, jadi memerlukan sedikit atau tiada kerja semula sekali tuang.
Penempaan boleh menghasilkan kepingan yang lebih kuat daripada tuangan atau bahagian mesin yang setara.Apabila logam dibentuk semasa proses penempaan, tekstur butiran dalamannya berubah bentuk mengikut bentuk umum bahagian tersebut.Akibatnya, variasi tekstur adalah berterusan di seluruh bahagian, menimbulkan sekeping dengan ciri kekuatan yang lebih baik. Selain itu, penempaan boleh mencapai jumlah kos yang lebih rendah daripada tuangan atau fabrikasi.Mengambil kira semua kos yang ditanggung dalam kitaran hayat produk daripada perolehan kepada masa utama untuk mengolah semula, dan memfaktorkan kos sekerap, dan masa henti serta pertimbangan kualiti lain, faedah jangka panjang penempaan boleh mengatasi penjimatan kos jangka pendek. yang mungkin ditawarkan oleh tuangan atau fabrikasi.
Sesetengah logam mungkin ditempa sejuk, tetapi besi dan keluli hampir selalu ditempa panas.Penempaan panas menghalang pengerasan kerja yang akan terhasil daripada pembentukan sejuk, yang akan meningkatkan kesukaran melakukan operasi pemesinan sekunder pada kepingan.Selain itu, walaupun pengerasan kerja mungkin diingini dalam beberapa keadaan, kaedah lain untuk mengeras kepingan, seperti merawat haba, secara amnya lebih menjimatkan dan lebih terkawal.Aloi yang boleh menerima pengerasan kerpasan, seperti kebanyakan aloi aluminium dan titanium, boleh ditempa panas, diikuti dengan pengerasan.
Penempaan pengeluaran melibatkan perbelanjaan modal yang besar untuk mesin, perkakas, kemudahan dan kakitangan.Dalam kes penempaan panas, relau suhu tinggi (kadangkala dirujuk sebagai penempaan) diperlukan untuk memanaskan jongkong atau bilet.Disebabkan oleh saiz tukul dan penekan penempaan besar-besaran dan bahagian yang boleh dihasilkannya, serta bahaya yang wujud dalam bekerja dengan logam panas, sebuah bangunan khas sering diperlukan untuk menempatkan operasi.Dalam kes operasi penempaan jatuh, peruntukan mesti dibuat untuk menyerap kejutan dan getaran yang dihasilkan oleh tukul.Kebanyakan operasi penempaan menggunakan acuan pembentuk logam, yang mesti dimesin dengan tepat dan dirawat haba dengan teliti untuk membentuk bahan kerja dengan betul, serta untuk menahan daya besar yang terlibat.
Membuang bahagian dengan
Proses pemesinan CNC
GGG40 besi tuang
Bahagian pemesinan CNC
Keluli tuangan GS52
bahagian pemesinan
Pemesinan 35CrMo
bahagian penempaan aloi