Холодная ковка алюминия

Во многих программах алюминиевых компонентов основные процессы по-прежнему включают механическую обработку на прутках, литье под давлением и горячую ковку. По мере увеличения плотности мощности, ужесточения размерных допусков и повышения давления стоимости эти маршруты обычно демонстрируют ограничения в использовании материалов, согласованности размеров и тепловых характеристиках.

Для алюминиевых деталей с подходящими размерами и геометрией, внедрение процесса холодной ковки алюминия может улучшить механические свойства, значительно сократить отходы материалов и время обработки, а также повысить консистенцию и срок службы усталости между партиями. Для радиаторов и других компонентов термоуправления сочетание высокопроводимого алюминия с конструкциями с высокой плотностью ребра позволяет достигать более высокой охлаждающей способности в более компактной огибающей.

В области холодной ковки алюминия большинство инженерных проектов обычно сосредоточены на трёх вопросах:

• Подходит ли моя часть для холодной ковки алюминия?
• В каких ситуациях холодная ковка алюминия более выгодна, чем обработка, горячая ковка или литье под давлением?
• Если рассматривать холодную ковку из алюминия, какую информацию нужно подготовить?

Вы также можете изучать по отраслям:

Что такое холодная ковка алюминия?

При комнатной или близкой к комнатной температуре заготовки из алюминиевого или алюминиевого сплава помещаются в закрытый штамп и формируются одним или несколькими выдувками высокого давления на механическим/гидравлическом прессе или многостанционном холодном колекторе, чтобы придать форму, близкую к конечной детали. Это семейство процессов ковки почти сетчатой формы в совокупности называется алюминиевым холодным ковкой.

С инженерной и снабженной точки зрения холодная ковка из алюминия имеет несколько типичных особенностей:

• Формирование при комнатной температуре: Формируется при комнатной или близкой к комнатной температуре, без массового нагрева, с минимальным масштабом и меньшим общим энергопотреблением.
• Форма близкого к сетке: Пустой объём близок к объёму детали; Большинство геометрий формируются внутри штампa одним или несколькими ударами, с ограниченной обработкой критических граней и отверстий.
• Высокая точность и хорошая поверхность: Размеры контролируются штампием, а холодная обработка помогает стабилизировать форму, что делает процесс подходящим для партийных деталей, требующих строгих допусков и повторяемости.
• Непрерывный поток волокон и высокая эффективность материалов: Во время деформации линии потока металла непрерывно следуют геометрии детали, при этом осколки значительно уменьшаются, что закладывает основу для хороших механических и тепловых характеристик.

Технические характеристики и производственные возможности для холодной ковки алюминия

В целом, холодная ковка алюминия наиболее экономична для проектов с стабильным годовым расходом ≥ 3 000–5 000 шт. / количество деталей; Небольшие партии и прототипы также можно оценивать индивидуально.

Ключевые отличия от горячей ковки / механической обработки / литья под давлением

• Горячая ковка лучше подходит для крупных деталей с высокой нагрузкой с крупной деформацией и тяжёлым сечением.
• Обработка из стержня подходит для небольших партий, простых геометрий и проектов, где дизайн часто меняется.
• Литье под давлением / экструзия + механическая обработка предпочтительнее для сложных форм, тонкостенных корпусов и длинных профилей.
• Холодная ковка алюминия наиболее подходит для небольших и средних размеров, высоковоспроизводимых деталей со стабильным объёмом.

Подходит ли моя деталь для холодной ковки алюминия?

Сначала вы можете использовать три проверки ниже, чтобы быстро отборить свою роль:

• Размер: Деталь обычно представляет собой небольшой или средний размер, а не сверхбольшой корпус, сверхдлинную балку или тяжёлый фланец.
• Том: Существует стабильный и повторяющийся ежегодный спрос (обычно от нескольких тысяч экземпляров и выше).
• Производительность: Помимо «простого изготовления детали», важны прочность, срок службы усталости, согласованность размеров и использование материалов.

Если ваша деталь соответствует двум или более из вышеуказанных условий, обычно стоит серьёзно оценить алюминиевую холодную ковку как кандидат.

Типы алюминиевых холодкованых деталей

Холодкованые алюминиевые радиаторы

Размер: 30–120 мм Ø/ширина, высота 15–80 мм

Сплавы: 1xxx / 3xxx, выбран 6xxx

Характеристики: высокое соотношение плавников, тонкие плавники, цельный алюминий, плотная структура без пор

Применение:Светодиодные драйверы, силовые модули, автомобильная электроника, мощное охлаждение

Вали, шлицы и ступенчатые детали

Размер:Диаметр 10–80 мм, длина 20–200 мм

Сплавы: 5xxx / 6xxx / 7xxx

Особенности: несколько ступеней, шлицы и фланцевые головки, сформированные за одну операцию

Применение: приводные валы, шлицовые валы, фланцевые валы, заготовки блоков

Втулки, втулки и трубчатые детали

Размер:OD 10–120 мм, высота/длина 10–150 мм

Сплавы: 5xxx / 6xxx, выбран 1xxx / 3xxx

Особенности: обратноя экструзия и прокалывание, высокая концентричность, равномерная толщина стенки

Применение: гидравлические и пневматические корпуса, втулки, направляющие втулки

Кронштейны и компоненты типа фланец

Размер: общий контур примерно 20–150 мм

Легкосплавные: в основном 5xxx / 6xxx, опционально 7xxx

Особенности: заранее сформированные отверстия, ребра и радиусы улучшают жёсткость и срок службы усталости

Применение: кронштейны, клещи, блоки, коромыслы, конструктивные соединители

Кованые почти сетчатые заготовки для механической обработки

Размер: мелкие и средние детали с толстыми поперечными сечениями

Сплавы: 6xxx / 7xxx

Особенности: заранее сформированные контуры и этапы, сокращение времени на металлолом и обработку металлотехники

Применение: кастомные сложные детали, ранее обработанные из сплошного стержня

В целом, холодная ковка алюминия лучше всего подходит для мелких и средних алюминиевых деталей с стабильными объёмами производства и чёткими требованиями к механическим свойствам и согласованности от партии к партии.

Напротив, очень крупные или очень длинные детали, крайне тонкие и сложные оболочки, а также разовые или очень небольшие годовые проекты обычно выходят за рамки типичного технологического окна холодной ковки алюминия.

Каковы преимущества алюминиевой холодной ковки?

По сравнению с чистой обработкой прутками, традиционным литью или некоторыми методами горячей ковки, алюминиевая холодная ковка обладает явными преимуществами в следующих областях:

Высокая размерная точность и согласованность

Закрытые штампы формируют критические размеры напрямую, обеспечивая стабильные допуски от партии к партии.

Высокая эксплуатация материалов и более контролируемая стоимость изделия

Как процесс, близкий к чистой форме, объём чипа очень низок, а материальные отходы значительно сокращаются.

Лучшая сила и усталость

Благодаря непрерывным волокнистым линиям и соответствующей холодной упрочнении холоднокованные детали обеспечивают более высокие характеристики усталости.

Хорошее качество поверхности, меньше вторичной обработки

Кованая поверхность гладкая, плотная и лишена усадочных дефектов.

Подходит для автоматизированного массового производства, более энергоэффективен и экологичен

Формование при комнатной температуре устраняет полноценное отопление, снижая энергопотребление и выбросы.

Холодкованый алюминий против горячей ковки алюминия

Проще говоря, крупные, тяжёлые, высоконагруженные детали склонны к горячей ковке алюминия, тогда как небольшие и средние алюминиевые детали с стабильным объёмом и строгими требованиями к допуску являются отличными кандидатами для холодной ковки алюминия.

Для более подробного сравнения вы можете посетить нашу специальную страницу «Горячая ковка алюминия и холодная ковка алюминия».

Если вы не уверены, подходит ли ваша деталь для горячей или холодной ковки, просто пришлите нам чертеж, предполагаемое годовое использование и краткую заметку о текущем процессе.

Мгновенная цитата

Холодкованные алюминиевые промышленные решения

Решения для холодкованых алюминиевых теплонагревателей

Для высокой плотности мощности, ограниченных по пространству и долгосрочных применений, таких как светодиодное освещение, силовые модули, встроенные OBC / DC-DC и контроллеры приводных двигателей, холодкованые алюминиевые теплоотводы обеспечивают более высокую тепловую эффективность и более стабильную стабильность в ограниченной огибающей.

Окно возможностей сплавов и размеров

Поверхностная отделка включает пескоструйную обработку и анодирование; критические монтажные поверхности и отверстия для поиска могут быть обработаны ЧПУ для обеспечения точности сборки.

Поверхностная отделка и вторичная обработка

Отделка поверхности: Пескоструйная обработка + анодирование натурального серебра или чёрного анодирования в стандартной комплектации; Индивидуальные тёмно-серые / тёмно-синие инженерные цвета доступны по запросу.

Критические поверхности для обработки: Основание, монтажные поверхности и отверстия для расположения радиатора могут быть обработаны с помощью ЧПУ для обеспечения низкого контактного теплового сопротивления и точности сборки.

Другие варианты: Можно предварительно сформировать отверстия, контротверстия и канавки для поиска для снижения вторичных операций на стороне заказчика.

Ключевые точки сравнения с другими решениями для рассеивания тепла

По сравнению с экструдированными теплоотводами: Холодная ковка обладает преимуществами благодаря высоким соотношениям ребрам, сложным трёхмерным геометриям и внутренней плотности, что делает его подходящим для малых и средних мощных модулей.

В отличие от присоединённых/припаянных реберных радиаторов: Холодкованные теплоотводы — это цельная алюминиевая конструкция без клея или сварных интерфейсов, что приводит к меньшему термосопротивлению интерфейсу и лучшей долгосрочной надёжности.

По сравнению с литыми теплоотводом: Холодная ковка образует плотную структуру с низким риском пористости; механические и усталостные характеристики лучше подходят для высоконадёжных приложений.

Типичные сценарии применения

• Светодиодное освещение / дисплеи: Уличные фонари, светильники на высоких мачтах, туннельные огни, наружные дисплеи и другие мощные уличные применения.
• Промышленные и ИТ-источники питания: Промышленные инверторы, ИБП, блоки питания серверов, приводы моторов и т.д., где место в шкафах ограничено.
• Автомобильная и новая энергетика: Преобразователи OBC / DC-DC преобразователи, инверторы, контроллеры моторов и аналогичные компоненты, требующие долгосрочной устойчивости при вибрациях и термических циклах.
• Телекоммуникации и промышленный контроль: Оборудование базовых станций, промышленные контроллеры, сервоприводы и другие системы, требующие стабильного внешнего вида и стабильности размеров от пакета до партии.

Запросы на запросы должны включать нагрузку на мощность, доступное пространство и годовое использование, чтобы эффективно оценивать осуществимость и выбор сплавов.

Мгновенная цитата

Решения для автомобильных алюминиевых холодкованных конструктивных деталей

Для мелких и средних алюминиевых конструктивных деталей, используемых в легковых автомобилях и лёгких коммерческих транспортных средствах, алюминиевая холодная ковка поддерживает лёгкую конструкцию, соответствуя требованиям прочности, срока службы усталости и согласованности партий.

• Шасси и кронштейны подвески
• Рулевое управление и вращающиеся части привода
• Аксессуары тормозов и осей
• Рама и аксессуары для кузова

Поверхностная отделка и вторичная обработка

Вторичная обработка: ЧПУ-точная обработка, фрезерная обработка, сверление, резьба, катка и т. д. для точной обработки функциональных поверхностей, таких как поверхности для посадки, герметизации, узоры отверстий и шлицы.

Отделка поверхности: Драйвоструйная обработка, анодирование (натуральные, чёрные или серые инженерные цвета), порошковое или электрофоретическое покрытие, выбранные в соответствии с требованиями сборки по защите от коррозии и внешнему виду.

Типичные сценарии применения

• Шасси и кронштейны подвески: Кронштейны стабилизатора, маленькие костяшки, соединительные блоки и другие небольшие и средние несущие и монтажные компоненты.
• Вращающиеся части рулевого управления и трансмиссии: Шлицовые валы, фланцевые валы и алюминиевые валы с ступенями и резьбовыми секциями, где концентричность и срок службы усталости критически важны.
• Аксессуары для тормозов и осей: Лёгкие кронштейны для суппортов, сенсорных кронштейнов и другие вспомогательные детали подходят к размерам для холодной ковки.
• Рама / аксессуары для кузова: Алюминиевые кронштейны, подъёмные угловы и монтажные блоки на рамах или баках, с повторяемой геометрией и стабильным спросом на партию.

Мгновенная цитата

Решения для механического оборудования и гидравлических/пневматических систем

Для корпусов насосов, корпусов клапанов, коллекторов, торцевых крышек и втулок алюминиевое холодное ковение снижает вес и повышает коррозионную устойчивость, соответствуя требованиям давления и усталости.

Варианты поверхностной отделки и вторичной обработки

Точковая обработка / фрезерование / сверление / резьба с ЧПУ для финишной герметизации поверхностей, поиска поверхностей и резьбовых отверстий, обеспечивая точность сборки и эффективность герметизации.

Анодирование (прозрачное или цветное) и твёрдое анодирование для улучшения коррозии и износостойкости, подходит для водных и масляных сред.

Мелкое удаление заусенчений, дробоструйная обработка и очистка/сушка для контроля внутренних остатков и чистоты, снижая риск загрязнения системы.

Типичные сценарии применения

• Корпуса гидравлических насосов / крышки торцов шестерённого насоса / электронные корпуса управляющих насосов: обеспечивают лёгкие корпуса и стабильные размеры, соответствуя требованиям рабочего давления и давления при разрыве.
• Корпуса клапанов / коллекторы: многопортовые блоки, при этом основной контур и большинство расположений портов формируются в один шаг, что снижает количество чипов и время цикла.
• Колпачки цилиндров / поршни / втулки: холодная ковка формирует внешние формы и внутренние отверстия для повышения концентрисности и срока службы усталости, а также для обеспечения последующего точного обработки.
• Пневматические клапанные островные корпуса / соединители: используйте коррозионно-устойчивые алюминиевые сплавы и подходящие поверхностные обработки для снижения веса, а также улучшения внешнего вида и экологической прочности.

Процесс холодной ковки алюминия и контроль качества

Для проектов, рассматривающих алюминиевую холодную ковку, стабильный процесс и отслеживаемая система качества являются ключевыми критериями при выборе поставщика. Ниже приведены типичные рабочие процессы и основные контрольные точки, которые Chalco применяет к холодкованым алюминиевым деталям.

Обзор процесса холодной ковки алюминия

Общий процесс обычно включает в себя: сырьё и заготовки → предварительную обработку и смазку → холодную ковку → обрезку и выравнивание → термическую обработку и обработку → отделку поверхности и упаковку.

Сырьё и подготовка заготовки

Выберите указанный сорт и размер сплава согласно чертежу (например, 1050, 3003, 6061, 7075 и др.), проверьте сертификаты испытаний EN 10204 3.1 и разрезайте заготовки по номеру партии.

Предварительная обработка и смазка заготовки

Проводите отжиг или смягчение в зависимости от сплава и необходимой деформации, в сочетании с фосфатированием-мылом или специализированными алюминиевыми смазочными материалами для холодной ковки для снижения нагрузки на формообразование и улучшения потока металла.

Холодная ковка / Холодный курс

На механических и гидравлических прессах или многостанционных холодных колекторах применяются операции, такие как переворачивание/прокладка, передняя экструзия, обратноя экструзия, прокалывание и локальная чеканка в один или несколько этапов, чтобы деформировать заготовку в почти чистую форму алюминиевую холодкованую деталь.

Неожиданный заголовок

Пирсинг

Разочарование / Голова

Пирсинг

Подрезка, удаление зауножений и выпрямление

Снимите вспышки и лишний материал, уберите заусенцы и края фаски по необходимости, а также выровняйте вали, кронштейны и другие детали для обеспечения надёжных датумов для последующего обработки и сборки.

Термическая обработка и обработка с ЧПУ

Выполняйте обработку раствором и старение (например, T6 / T651) на сплавах 6xxx / 7xxx по мере необходимости, затем применяйте точку с ЧПУ, фрезер, сверление и прорезку резьбой для обработки критически важных поверхностей соединения и рисунков отверстий с установленными допусками и шероховатостью поверхности.

Отделка поверхности и финальная упаковка

Выбирайте подходящие методы обработки поверхностей, такие как анодирование, дробоструйная обработка или покрытие, в зависимости от условий обслуживания, а также используйте защитную, коррозионно-устойчивую упаковку для контроля внешнего вида и размерных рисков при транспортировке и хранении.

Контроль качества и тестирование для холодной ковки алюминия

Chalco применяет многоуровневый контроль над сырьём, процессами и готовыми деталями, чтобы обеспечить отслеживаемую проверку качества алюминиевых холодкованых деталей.

• Отслеживаемость сырья и партий: Для каждого тепла, партии и сплава мы ведём полную идентификацию, проверяем химический состав и темпер, а также выдаём сертификаты EN 10204 3.1 в соответствии со стандартами ASTM / EN / GB.
• Размерная и геометрическая инспекция: Мы используем CMM, специальные датчики и пробочные датчики для первого этапа, в процессе и окончательной инспекции, с акцентом на диаметры посадки, концентричность, плоскость и расход; Отчёты по размерной инспекции и документация PPAP / ISIR доступны по запросу.
• Механические свойства и верификация при термической обработке: Для партий, требующих термической обработки, мы проводим тесты на твёрдость и, при необходимости, испытания на растяжение в соответствии с соответствующими стандартами ASTM / ISO, подтверждая уровни прочности и фиксируя результаты по каждой партии и партии термической обработки.
• Специальное тестирование и документация качества: Для деталей, удерживающих давление, термического управления или критически важных для безопасности деталей мы можем добавить NDT (UT / PT), тестирование на утечку/давление, а также проверку термического сопротивления или эффективности охлаждения с соответствующими отчётами о испытаниях.

С помощью этого процесса и системы контроля качества Chalco предоставляет решения для холодной ковки алюминия с стабильной согласованностью между партиями и полной документацией по качеству для автомобильных, силовых электронных и промышленных машин.

Почему вы выбираете Chalco в качестве поставщика алюминиевой холодной ковки?

Интегрированная холодная ковка + термическая обработка + механическая обработка

С помощью одностанционных прессов для холодного ковки, многостанционных машин для холодного запуска, тепловых печей для сплавов 6xxx / 7xxx (раствор + выдержка), центров точки и фрезера с ЧПУ, а также собственных линий по анодированию, взрывной обработке и нанесению покрытий, Chalco может доставлять алюминиевые холодкованные детали от кованых заготовок до полностью обработанных и готовых компонентов по одной контролируемой цепочке процесса.

Комплексные возможности инспекции и валидации

Используя CMM, специальные калибры, испытания на твёрдость и, при необходимости, испытания на растяжение мы контролируем как размеры, так и механические свойства. В зависимости от критичности деталей мы можем добавить NDT (UT / PT), тесты на утечку/давление, а также термические или жизненно связанные тесты производительности, чтобы ключевые детали алюминиевой холодной ковки были подкреплены данными и полной прослеживаемостью.

Системы качества и стандарты, согласованные с зарубежными проектами

Chalco сертифицирована по ISO 9001 / AS9100 и может производить стандарты по ASTM B247/B247M, EN 586, GB/T 12344 и смежным стандартам ковки, предоставляя сертификаты материалов EN 10204 3.1, отчёты о размерах и испытаниях, а также — при необходимости — документацию PPAP / ISIR для поддержки аудитов в автомобильной, силовой электронике и других отраслях.

Инженерно-ориентированная фронтенд-поддержка

Исходя из ваших чертежей, качества сплава, годового объёма и текущего процесса, мы помогаем сравнивать механическую обработку / горячую ковку / литье под давлением и алюминиевую холодную ковку по пригодности и структуре стоимости. С помощью пробных испытаний и небольших пилотных запусков мы постепенно закрепляем процесс холодной ковки и оснастку, снижая риск при смене производственных маршрутов.

Какая информация мне нужна для подготовки к холодной ковке алюминия?

Чтобы быстро определить, подходит ли ваша деталь для холодной ковки алюминия, и предоставить первоначальный диапазон стоимости, вам нужно подготовить только три основные группы информации ниже:

1) Чертежи и технические требования (обязательные)

• 2D-чертежи (PDF / изображение) + 3D-модели (если доступны)
• Сорт и темпер сплава, или диапазон целевой прочности/твёрдости
• Критические размеры и допуски, требования к GD&T (такие как концентриссность, плоскость, пробег и др.)
• Краткое описание условий эксплуатации: является ли это критически важной частью с несущей нагрузкой / критической к усталости / термическому управлению

2) Информация об объеме и стоимости

• Предполагаемое годовое использование (EAU) и приблизительное количество на партию
• Примерная хронология проекта: сроки запуска прототипа / пилотного запуска и SOP / тайминг массового производства
• Если возможно, определите целевой диапазон затрат, чтобы помочь сбалансировать одноразовые инвестиции в инструменты и цену изделия при предложении ковки

3) Стадия проекта и вспомогательные потребности

• Текущий этап: новая конструкция / замена механической обработки / оптимизация существующего процесса
• Хотите, чтобы мы предоставляли рекомендации по DFM (радиусы, ребра, расположение отверстий, толщина стенок и т.д.) для оптимизации производительности)
• Требуемый объем поставок: только холодкованные заготовки, или холодная ковка + механическая обработка + термическая обработка / обработка поверхности + отчёты о материалах и инспекции (например, сертификаты 3.1, отчёты о размерах, документация PPAP и др.)

После того как вы отправите нам вышеуказанные три набора информации вместе с вашими чертежами, мы сначала обратимся к трём ключевым моментам: подходит ли деталь для холодной ковки алюминия, рекомендованный маршрут процесса и приблизительный диапазон инвестиций в инструменты и стоимость единицы, что поможет вам и вашей команде принять решение на следующем этапе.