Устойчивое развитие превратилось из корпоративного модного слова в настоящий приоритет в области проектирования и закупок. Поскольку отрасли сталкиваются с растущим давлением необходимости сократить потребление энергии, сократить количество отходов и снизить выбросы углекислого газа, производственный процесс, используемый для производстваметаллические компонентыпопал под более пристальное внимание.процесс холодной ковки -, который формирует металл при комнатной температуре или близкой к ней без необходимости использования нагревательных печей. - предлагает привлекательный профиль устойчивости, с которым просто не могут сравниться горячая ковка и литье. Холодная ковка обеспечивает экологические преимущества, от экономии энергии и эффективности использования материалов до снижения выбросов углекислого газа на протяжении всего жизненного цикла производства, что хорошо согласуется с целями устойчивого развития современных промышленных производителей. В данной статье эти преимущества рассматриваются с практической точки зрения.
Как холодная ковка снижает потребление энергии?
Нагрев печи не требуется ни на каком этапе
Самым большим прямым энергетическим преимуществом холодной ковки является то, что блок вообще не нужно нагревать. Для горячей ковки необходимо довести металл до температуры 1000 градусов и выше. В этом процессе используется много природного газа или электроэнергии и теряется много тепла еще до того, как оно попадает в пресс. Процесс холодной ковки происходит при комнатной температуре, поэтому при производстве не используется энергия печи. Этот разрыв велик для компаний, у которых есть производственные линии, производящие множество вещей. При сравнении процессов холодной и горячей ковки одного и того же количества деталей энергоаудит всегда показывает, что холодная ковка требует гораздо меньше энергии на килограмм готовой детали.
Более высокая эффективность пресса за производственный цикл
Поскольку процесс холодной ковки не требует управления температурным режимом между операциями -, нет ожидания достижения температуры заготовок, нет потерь тепла во время транспортировки, нет контроля температуры -, циклы прессования могут выполняться более непрерывно и эффективно. Высокоскоростные-прессы для холодной ковки могут производить детали со скоростью, с которой не может сравниться оборудование для горячей ковки, что означает большую производительность на единицу электрической энергии, потребляемой самим прессом. Такая эффективность цикла сочетается с прямой экономией энергии за счет исключения нагрева, что делает процесс холодной ковки одним из наиболее энергосберегающих-вариантов, доступных впрецизионное производство металлических деталей.
Эффективность использования материалов в процессах холодной ковки
Почти-производство чистых форм сокращает затраты сырья
Процесс холодной ковки по своей сути представляет собой метод изготовления почти-конечной формы. Металл перемещается внутри штампа, а не удаляется, что означает, что готовая геометрия компонента достигается с очень небольшими затратами.процесс холодной ковкилишний материал. По сравнению смеханическая обработкаиз заготовки -, где значительная часть материала вырезается в виде стружки -, в процессе холодной ковки используется гораздо более высокая доля исходного материала в готовой детали. Такое улучшенное соотношение закупок-к-перевозкам напрямую связано с устойчивым развитием: для каждой произведенной детали требуется добывать, перерабатывать и транспортировать меньше сырья, что снижает нагрузку на окружающую среду на каждом этапе цепочки поставок.
Жесткие допуски, которые сводят к минимуму вторичные операции
При холодной ковке одним из преимуществ материала, которое часто игнорируется, является его способность изготавливать детали с жесткими допусками по размеру и гладкой поверхностью прямо из штампа. Это сокращает или избавляет от множества второстепенных задач шлифования, которые в противном случае привели бы к образованию металлических отходов, потребовали бы смазочно-охлаждающей жидкости и потребовали бы дополнительной энергии. Когда холодная-деталь нуждается только в легкой доводке важных поверхностей вместо тяжелого удаления припуска, для изготовления каждой окончательной детали используется гораздо меньше материала. Из-за этой особенностиметод холодной ковки, можно измерить, насколько устойчивы прецизионные детали, используемые в электронике, крепежных изделиях и автомобилях.
Может ли холодная ковка минимизировать количество отходов по сравнению с горячей ковкой?
Меньше отходов обшивки и обрезки, чем при горячей ковке
Во времягорячая ковка. Это дополнительный материал, который выдавливается между половинками штампа во время изготовления и который необходимо отрезать после ковки. На этой вспышке показаны предметы, которые были нагреты, расплавлены, сформированы, а затем выброшены, тратя энергию и создавая отходы на каждом этапе. Вспышки практически нетпроцесс холодной ковки, особенно когда это делается в закрытых конструкциях, основанных на-матрицах и экструзии-. Форма штампа точно ограничивает металл, а поскольку теплового расширения не происходит, размеры деталей становятся более предсказуемыми, что еще больше сокращает количество обрезков. Меньше выбросов означает меньше металлолома, подлежащего переработке, и меньше отходов материалов за один производственный цикл.
Сокращение отходов охлаждающей жидкости и смазочных материалов
При горячей штамповке образуются значительные потоки отходов из смазочных материалов для штампов, окалины (оксида железа) от нагретых заготовок и закалочной воды, используемой при охлаждении после ковки. В процессе холодной ковки также используются смазочные материалы -, обычно фосфатные покрытия и составы для вытяжки -, но более контролируемым и ограниченным способом. При этом не образуются окалины, не используется охлаждающая вода и не используется высокотемпературное распыление. В результате получается более чистый и простой поток отходов, с которым легче обращаться, а его обработка и утилизация менее обременительны для окружающей среды. Это практическое преимущество устойчивого развития для производителей, пытающихся сократить свои обязательства по соблюдению экологических требований.
Снижение выбросов углекислого газа достигается за счет холодной ковки
Прямое сокращение выбросов за счет исключения работы печей
Любой производственный процесс имеет углеродный след, который тесно связан с тем, сколько энергии он использует. Метод холодной ковки снижает выбросы CO₂ в наибольшей степени, поскольку при нем вообще не используется нагрев в печи-. Когда вы выключаете работу печи, вы потребляете меньше энергии, что напрямую приводит к снижению выбросов категории 1 и категории 2 на единицу продукции, производимой в местах, где ископаемое топливо по-прежнему в основном используется для энергоснабжения сети. При сравнении оценок жизненного цикла холодной и горячей ковки для одних и тех же компонентов проектов, тот процесс холодной ковкивсегда имеет более низкую углеродоемкость на килограмм готового металла, особенно при высоком объеме производства.
Облегченная конструкция, снижающая выбросы в переработку
Структурные преимущества процесса холодной ковки -, включая упрочнение и превосходную точность размеров -, позволяют инженерам проектировать более легкие компоненты без ущерба для производительности. Втранспортные приложенияСнижение веса компонентов напрямую снижает расход топлива и эксплуатационные выбросы в течение срока службы автомобиля. Холоднокованый алюминиевый крепеж, который заменяет более тяжелый стальной эквивалент, или кронштейн из холоднокованой стали, рассчитанный на минимальный вес, способствуют -снижению выбросов CO₂ в автомобиле, что затмевает экономию выбросов на этапе производства-. Это преимущество выбросов углерода в дальнейшем все чаще признается в рамках оценки жизненного цикла, используемых производителями автомобильного оборудования и их поставщиками первого уровня.
Заключение
Процесс холодной ковки предлагает четкий и хорошо задокументированный набор преимуществ устойчивого развития: отсутствие потребления энергии в печи, эффективность использования материала, близкая к-конечной форме, минимальное образование отходов и явно меньший углеродный след по сравнению с горячей ковкой иликастинг. Эти преимущества не являются теоретическими - они проявляются в энергоаудитах, оценках жизненного цикла и расчетах стоимости материалов в рамках реальных производственных программ. Для производителей и отделов закупок, создающих более устойчивые цепочки поставок, выбор холоднокованых компонентов от сертифицированных и опытных поставщиков является одним из наиболее практичных шагов,-возможность, котораяКитай Вэлонгс гордостью поставляет продукцию мировым промышленным лидерам.
Часто задаваемые вопросы
В1: Подходит ли процесс холодной ковки для всех металлов?
Ответ: Холодная ковка лучше всего работает с пластичными металлами, такими как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь и латунь. Для более твердых или более хрупких сплавов может потребоваться горячая ковка - — золотая середина между холодным и горячим - для достижения адекватной формуемости без растрескивания. Выбор материала должен быть подтвержден поставщиком поковок с учетом геометрии детали и требуемых свойств.
В2: Сколько энергии экономит процесс холодной ковки по сравнению с горячей ковкой?
Ответ: Экономия энергии варьируется в зависимости от детали и сплава, но исследования неизменно показывают, что холодная ковка потребляет на 30–50 % меньше энергии на килограмм готовой детали по сравнению с эквивалентными операциями горячей ковки, в первую очередь из-за отсутствия нагрева заготовки. Экономия на уровне объекта-за счет снижения требований к вентиляции и охлаждению еще больше увеличивает эту цифру.
В3: Производятся ли в процессе холодной ковки детали, требующие последующей термообработки?
О: Многие детали, полученные методом холодной ковки, используются в-закаленном состоянии без дополнительной термообработки, что само по себе является преимуществом в области устойчивого развития. В некоторых случаях требуется снятие напряжений или отжиг между операциями ковки для восстановления пластичности, но общая нагрузка на термообработку для холоднокованых компонентов обычно ниже, чем для горячекованых эквивалентов.
Вопрос 4: Как процесс холодной ковки способствует достижению целей экономики замкнутого цикла?
Ответ: Сводя к минимуму образование лома, устраняя окалину и термическое загрязнение, а также производя чистые потоки металлических отходов, которые легко перерабатывать, процесс холодной ковки хорошо согласуется с принципами экономики замкнутого цикла. Высокий коэффициент использования материала в процессе также означает, что на одну готовую деталь расходуется меньше первичного сырья.
Создайте более устойчивую цепочку поставок с помощью холодной ковки - Свяжитесь с нами сегодня
Если ваша организация стремится сократитьпроцесс холодной ковкипроизводство углеродного следа и повышение эффективности использования материалов без ущерба для качества компонентов, процесс холодной ковки заслуживает серьезного внимания - иКитай Вэлонгготов помочь. Основанная в 2001 году и получившая сертификат ISO 9001-2015, мы поставляем прецизионные холоднокованые и индивидуальные металлические компоненты клиентам в Великобритании, США, Германии, Австралии и за их пределами. Наша команда инженеров работает на основе ваших чертежей или образцов с использованием AutoCAD, Pro-Engineering и SolidWorks. Давайте вместе построим более разумную и экологичную цепочку поставок. Связаться с нами:metal@welongpost.com
Ссылки
1. Ланге, К. (Ред.). (1985). Справочник по обработке металлов давлением. МакГроу-Хилл.
2. АСМ Интернэшнл. (2005). Справочник ASM, том 14A: Металлообработка - Массовая формовка. АСМ Интернешнл.
3. Грувер, депутат парламента (2020). Основы современного производства: материалы, процессы и системы (6-е изд.). Уайли.
4. Мори К., Накано Т. и Машимо Р. (2010). Повышение устойчивости процесса холодной ковки за счет снижения расхода смазочных материалов. Анналы CIRP - Производственные технологии, 59 (1), 275–278.
5. Дюфлоу Дж.Р., Сазерленд Дж.В., Дорнфельд Д., Херрманн К., Джесвит Дж., Кара С., Хаушильд М. и Келленс К. (2012). На пути к энергоэффективному и ресурсоэффективному производству: процессный и системный подход. Анналы CIRP - Производственные технологии, 61 (2), 587–609.
6. Калпакджян С. и Шмид С.Р. (2014). Промышленная инженерия и технологии (7-е изд.). Пирсон.
