Mae gofannu poeth a gofannu oer yn ddwy broses ffurfio metel wahanol a all ddarparu canlyniadau tebyg. Gofannu yw'r broses o ddefnyddio offer a chyfarpar penodol i ddadffurfio metel i siâp a bennwyd ymlaen llaw - cyflawnir anffurfiad trwy ddefnyddio gofannu poeth, gofannu oer, neu hyd yn oed brosesau gofannu cynnes. Yn y pen draw, bydd gweithgynhyrchwyr yn ystyried llawer o safonau cyn dewis y math o ffugio sydd fwyaf addas ar gyfer cais penodol. Yn yr achos lle mae trefniant strwythur grawn yn rhoi nodweddion cyfeiriadol i'r rhan, defnyddir gofannu i alinio'r grawn fel y gallant wrthsefyll y straen uchaf y bydd y rhan yn dod ar ei draws. Mewn cyferbyniad, mae gan gastio a phrosesu mecanyddol lai o reolaeth dros drefniant strwythurau grawn.
Proses ffugio
Diffinnir gofannu fel ffurfio neu anffurfio metel yn ei gyflwr solet. Mae llawer o brosesau ffugio yn cael eu cwblhau trwy gynhyrfu, lle mae'r morthwyl neu'r ymosodwr yn symud yn llorweddol i wasgu yn erbyn diwedd y wialen neu'r gwialen i ehangu a newid siâp y diwedd. Cyn cyrraedd y siâp terfynol, mae'r rhan fel arfer yn mynd trwy weithfannau parhaus. Mae bolltau cryfder uchel yn rhai 'pen oer' yn y modd hwn. Mae falf yr injan hefyd yn cael ei ffurfio gan ofid.
Mewn gofannu morthwyl gollwng, caiff y rhan ei morthwylio i siâp y rhan orffenedig yn y mowld, sy'n debyg iawn i ffugio marw agored gof. Yn yr achos hwn, mae'r metel yn cael ei forthwylio i'r siâp a ddymunir yn erbyn yr einion. Mae gwahaniaeth rhwng gofannu marw agored a gofannu marw caeedig. Mewn gofannu marw, nid yw'r metel byth yn cael ei gyfyngu'n llwyr gan y mowld. Mewn mowldiau caeedig neu wasgu, mae metel ffug yn gyfyngedig rhwng hanner mowldiau. Mae morthwylio'r mowld dro ar ôl tro yn gorfodi'r metel i'w siâp, ac mae dau hanner y mowld yn cwrdd yn y pen draw. Gellir darparu egni morthwyl trwy ddulliau stêm neu niwmatig, mecanyddol neu hydrolig. Mewn gofannu morthwyl gollwng gwirioneddol, mae disgyrchiant yn unig yn gwthio'r morthwyl i lawr, ond mae llawer o systemau'n defnyddio cymorth pŵer ynghyd â disgyrchiant. Mae'r morthwyl yn darparu cyfres o ergydion cyflymder cymharol uchel, grym isel i gau'r mowld.
Mewn gofannu pwysau, mae pwysedd uchel yn disodli cyflymder uchel, ac mae hanner y mowld wedi'i gau mewn un strôc a ddarperir fel arfer gan sgriw pŵer neu silindr hydrolig. Defnyddir gofannu morthwyl fel arfer i gynhyrchu rhannau llai, tra bod gofannu gwasg yn cael ei ddefnyddio fel arfer ar gyfer cynhyrchu màs ac awtomeiddio. Mae cymhwyso gofannu pwysau yn araf yn aml yn prosesu'r tu mewn i rannau'n well na morthwylio, ac fe'i cymhwysir fel arfer i rannau mawr o ansawdd uchel fel pennau swmp awyrennau titaniwm. Mae dulliau gofannu arbenigol eraill yn amrywio yn dibynnu ar y themâu sylfaenol hyn: er enghraifft, mae rasys dwyn a modrwyau gêr mawr yn cael eu gwneud trwy broses o'r enw gofannu cylch rholio, a all gynhyrchu rhannau cylchol di-dor.
Gofannu poeth
Pan fydd darn o fetel wedi'i ffugio'n boeth, rhaid ei gynhesu'n sylweddol. Y tymheredd gofannu cyfartalog sydd ei angen ar gyfer gofannu gwahanol fetelau yn boeth yw:
Dur hyd at 1150 gradd C
360 i 520 gradd C ar gyfer aloion alwminiwm
700 i 800 gradd C (aloi copr)
Yn y broses gofannu poeth, mae biledau neu biledau dur yn ymsefydlu wedi'u gwresogi neu eu gwresogi i dymheredd uwchlaw pwynt ailgrisialu'r metel mewn ffwrnais neu ffwrn gofannu. Mae angen y gwres eithafol hwn er mwyn osgoi caledu metelau yn ystod anffurfio. Oherwydd cyflwr plastig metel, gellir ei wneud yn siapiau eithaf cymhleth. Mae metel yn cynnal hydwythedd a hydwythedd.
Er mwyn ffugio rhai metelau, fel uwch-aloiau, defnyddir math o ffugio poeth o'r enw gofannu isothermol. Yma, mae'r mowld yn cael ei gynhesu i dymheredd y biled yn fras er mwyn osgoi oeri arwyneb y rhannau yn ystod y broses ffugio. Weithiau mae gofannu yn cael ei wneud mewn awyrgylch rheoledig i leihau ffurfio graddfa ocsid.
Yn draddodiadol, mae gweithgynhyrchwyr yn dewis gofannu poeth i weithgynhyrchu rhannau oherwydd ei fod yn caniatáu i'r deunydd anffurfio mewn cyflwr plastig, gan wneud y metel yn haws i'w beiriannu. Argymhellir gofannu poeth hefyd ar gyfer dadffurfiad metel gyda ffurfadwyedd uchel, sy'n ddangosydd o faint o anffurfiad y gall metel ei wrthsefyll heb gynhyrchu diffygion. Mae ystyriaethau eraill ar gyfer gofannu poeth yn cynnwys:
Cynhyrchu rhannau arwahanol
Cywirdeb canolig i isel
Straen isel neu galedu gwaith isel
Strwythur grawn homogenaidd
Cynyddu hydwythedd
Dileu anghydnawsedd cemegol a mandylledd
Mae anfanteision posibl gofannu poeth yn cynnwys:
Goddefiannau llai manwl gywir
Gall y deunydd ystof yn ystod y broses oeri
Strwythurau grawn metel gwahanol
Adweithiau posibl rhwng yr atmosffer amgylchynol a metelau (scaling)
Gofannu oer (neu ffurfio oer)
Mae gofannu oer yn achosi metel i anffurfio o dan ei bwynt ailgrisialu. Mae meithrin oer yn gwella cryfder tynnol a chryfder cynnyrch yn sylweddol wrth leihau hydwythedd. Fel arfer gwneir gofannu oer yn agos at dymheredd ystafell. Y metel mwyaf cyffredin mewn cymwysiadau gofannu oer fel arfer yw dur safonol neu ddur aloi carbon. Mae gofannu oer fel arfer yn broses marw caeedig.
Pan fydd y metel eisoes yn fetel meddal (fel alwminiwm), mae gofannu oer fel arfer yn cael ei ffafrio. Mae'r broses hon fel arfer yn rhatach na gofannu poeth, ac nid oes angen peiriannu manwl gywir ar y cynnyrch terfynol. Weithiau, pan fydd y metel yn oer wedi'i ffugio i'r siâp a ddymunir, cynhelir triniaeth wres ar ôl cael gwared ar straen gweddilliol arwyneb. Oherwydd gwella cryfder metel trwy gofannu oer, weithiau gellir defnyddio deunyddiau gradd is i gynhyrchu rhannau defnyddiadwy na ellir eu gwneud o'r un deunydd trwy beiriannu neu gofannu poeth.
Gall gweithgynhyrchwyr ddewis gofannu oer dros gofannu poeth am wahanol resymau - oherwydd nid oes angen peiriannu manwl gywir ar rannau oer, os o gwbl, ac mae'r cam hwn yn y broses weithgynhyrchu fel arfer yn ddewisol, a thrwy hynny arbed arian. Mae gofannu oer hefyd yn llai agored i broblemau llygredd, gan arwain at orffeniad wyneb cyffredinol gwell o'r cydrannau. Mae manteision eraill gofannu oer yn cynnwys:
Haws i aseinio nodweddion cyfeiriadol
Gwella atgynhyrchu
Cynyddu rheolaeth maint
Trin straen uchel a llwythi llwydni uchel
Cynhyrchu rhannau glân neu bron yn lân
Mae rhai anfanteision posibl yn cynnwys:
Rhaid i'r wyneb metel fod yn lân ac yn rhydd o raddfa ocsid cyn ffugio
Hydwythedd gwael metelau
Gall straen gweddilliol ddigwydd
Angen offer trymach a mwy pwerus
Angen offer mwy pwerus
Gofannu cynnes
Gwneir gofannu cynnes ar dymheredd is na'r tymheredd ailgrisialu ond yn uwch na thymheredd yr ystafell i oresgyn diffygion ac ennill manteision gofannu poeth ac oer. Nid yw ffurfio croen ocsid yn broblem, ac o'i gymharu â ffugio poeth, gall y goddefgarwch fod yn llai. O'i gymharu â gofannu oer, mae cost y llwydni yn is ac mae'r grym sydd ei angen ar gyfer gweithgynhyrchu hefyd yn is. O'i gymharu â gweithio oer, mae'n lleihau caledu straen ac yn gwella hydwythedd.
Cais
Yn y diwydiant modurol, defnyddir gofannu i gynhyrchu rhannau crog fel braich segur ac echel, a rhannau Powertrain fel gwialen gysylltu a gêr trawsyrru. Defnyddir gofaniadau yn gyffredin ar gyfer coesynnau falf piblinell, cyrff falf, a flanges, weithiau wedi'u gwneud o aloi copr i gynyddu ymwrthedd cyrydiad. Mae offer llaw fel wrenches fel arfer yn cael eu ffugio, gyda llawer o rhaffau gwifren