Kuum- ja külmsepistamine on kaks erinevat metallivormimisprotsessi, mis võivad anda sarnaseid tulemusi. Sepistamine on protsess, mille käigus kasutatakse teatud tööriistu ja seadmeid metalli deformeerimiseks etteantud kujule – deformatsioon saavutatakse kuumsepistamise, külmsepistamise või isegi sooja sepistamise teel. Lõppkokkuvõttes võtavad tootjad arvesse paljusid standardeid, enne kui valivad konkreetseks rakenduseks kõige sobivama sepistamise tüübi. Juhul, kui terastruktuuri paigutus annab detailile suunaomadused, kasutatakse sepistamist terade joondamiseks, et need suudaksid vastu pidada suurimale pingele, millega detail kokku puutub. Seevastu valamisel ja mehaanilisel töötlemisel on tavaliselt väiksem kontroll terastruktuuride paigutuse üle.
Sepistamise protsess
Sepistamist määratletakse kui tahkes olekus metalli moodustumist või deformeerumist. Paljud sepistamisprotsessid viiakse lõpule sepistamise teel, mille käigus haamer või löök liigub horisontaalselt, et suruda vastu varda või varda otsa, et laiendada ja muuta otsa kuju. Enne lõpliku kuju saavutamist läbib detail tavaliselt pidevaid tööjaamu. Kõrge tugevusega poldid on sel viisil "külma peaga". Mootori klapp moodustub ka üles keerates.
Tilkhaamriga sepistamisel vasardatakse detail vormis valmis detaili kujuliseks, mis on väga sarnane sepa lahtise stantsiga. Sel juhul vasardatakse metall soovitud kujuga vastu alasit. Avatud stantsimise ja suletud stantsimise vahel on erinevus. Sepistamisel ei piira metall kunagi täielikult hallituse poolt. Suletud või pressitud vormides on sepistatud metall poolvormide vahel piiratud. Vormi korduv vasardamine sunnib metalli oma kuju võtma ja lõpuks kohtuvad mõlemad vormi pooled. Haamri energiat saab anda auru või pneumaatiliste, mehaaniliste või hüdrauliliste vahenditega. Tõelise haamriga sepistamise puhul surub haamrit allapoole ainult gravitatsioon, kuid paljud süsteemid kasutavad jõuabi koos gravitatsiooniga. Haamer annab vormi sulgemiseks rea suhteliselt suure kiirusega väikese jõuga lööke.
Survesepistamisel asendab suurt kiirust kõrge rõhk ja pool vormist suletakse ühe käiguga, mida tavaliselt tagab jõukruvi või hüdrosilinder. Haamriga sepistamist kasutatakse tavaliselt väiksemate detailide tootmiseks, presssepistamist aga masstootmiseks ja automatiseerimiseks. Survesepistamise aeglane rakendamine töötleb osade sisemust sageli paremini kui haamerdamine ja seda kasutatakse tavaliselt suurte ja kvaliteetsete osade puhul, nagu titaanist lennuki vaheseinad. Muud spetsialiseeritud sepistamismeetodid varieeruvad olenevalt nendest põhiteemadest: näiteks valmistatakse laagriradasid ja suuri hammasrattarõngaid protsessi, mida nimetatakse rullrõnga sepistamiseks, mille abil saab valmistada õmblusteta ringikujulisi osi.
Kuum sepistamine
Kui metallitükk on kuum sepistatud, tuleb seda oluliselt kuumutada. Erinevate metallide kuumsepistamiseks vajalik keskmine sepistamistemperatuur on:
Teras kuni 1150 kraadi C
360 kuni 520 kraadi C alumiiniumisulamite puhul
700 kuni 800 kraadi C (vasesulam)
Kuumas sepistamise protsessis terastoorikuid või toorikuid induktsioonkuumutatakse või kuumutatakse sepistamisahjus või -ahjus temperatuurini, mis on kõrgem kui metalli rekristalliseerumispunkt. See äärmuslik kuumus on vajalik selleks, et vältida metallide deformatsiooni ajal kõvastumist. Metalli plastilisuse tõttu saab sellest teha üsna keerukaid kujundeid. Metall säilitab elastsuse ja elastsuse.
Teatud metallide, näiteks supersulamite sepistamiseks kasutatakse kuumsepistamist, mida nimetatakse isotermiliseks sepistamiseks. Siin kuumutatakse vormi ligikaudu tooriku temperatuurini, et vältida osade pinna jahtumist sepistamise käigus. Sepistamist teostatakse mõnikord kontrollitud atmosfääris, et minimeerida oksiidikatla teket.
Traditsiooniliselt valivad tootjad osade valmistamiseks kuumsepistamise, kuna see võimaldab materjalil deformeeruda plastilises olekus, muutes metalli hõlpsamini töödeldavaks. Kuumsepistamist soovitatakse kasutada ka suure vormitavusega metallide deformeerimiseks, mis näitab, kui suurt deformatsiooni metall defekte tekitamata talub. Muud kuuma sepistamise kaalutlused hõlmavad järgmist:
Diskreetsete osade tootmine
Keskmise kuni madala täpsusega
Madal stress või vähene töökindlus
Homogeenne tera struktuur
Suurenda elastsust
Kõrvaldage keemiline kokkusobimatus ja poorsus
Kuuma sepistamise võimalikud puudused on järgmised:
Vähem täpsed tolerantsid
Materjal võib jahutamise ajal väänduda
Erinevad metallist teraskonstruktsioonid
Võimalikud reaktsioonid ümbritseva atmosfääri ja metallide vahel (katlastumine)
Külm sepistamine (või külmvormimine)
Külm sepistamine põhjustab metalli deformeerumist allpool selle ümberkristallimispunkti. Külm sepistamine parandab oluliselt tõmbetugevust ja voolavuspiiri, vähendades samal ajal elastsust. Külm sepistamine toimub tavaliselt toatemperatuuri lähedal. Kõige tavalisem metall külmsepistamise rakendustes on tavaliselt tavaline teras või süsiniku legeerteras. Külm sepistamine on tavaliselt suletud stantsiprotsess.
Kui metall on juba pehme metall (näiteks alumiinium), eelistatakse tavaliselt külmsepistamist. See protsess on tavaliselt odavam kui kuumsepistamine ja lõpptoode ei vaja peaaegu täppistöötlust. Mõnikord, kui metall on külmsepistatud soovitud kuju, tehakse pärast jääkpinna pinge eemaldamist kuumtöötlus. Metalli tugevuse parandamise tõttu külmsepistamise teel saab madalama kvaliteediga materjale mõnikord kasutada kasutatavate osade tootmiseks, mida ei saa samast materjalist mehaanilise või kuumsepistamise teel valmistada.
Tootjad võivad erinevatel põhjustel valida külmsepistamise kuumsepistamise asemel – kuna külmsepistatud osad nõuavad vähe või üldse mitte täppistöötlust ning see etapp tootmisprotsessis on tavaliselt valikuline, säästes sellega raha. Külm sepistamine on ka vähem vastuvõtlik saasteprobleemidele, mille tulemuseks on komponentide parem üldine pinnaviimistlus. Muud külmsepistamise eelised hõlmavad järgmist:
Lihtsam määrata suunaomadusi
Parandage reprodutseeritavust
Suurendage suuruse kontrolli
Suure pinge ja suure hallituskoormuse käsitlemine
Puhaste või peaaegu puhaste osade tootmine
Mõned võimalikud puudused hõlmavad järgmist:
Metallpind peab enne sepistamist olema puhas ja oksiidikatlakivivaba
Metallide halb plastilisus
Võib tekkida jääkstress
Vaja on raskemaid ja võimsamaid seadmeid
Vaja võimsamaid tööriistu
Soe sepistamine
Soe sepistamine toimub temperatuuril, mis on madalam kui ümberkristallimistemperatuur, kuid kõrgem kui toatemperatuur, et kõrvaldada puudused ning saada kuum- ja külmsepistamise eelised. Oksiidnaha teke ei ole probleem ja võrreldes kuumsepistusega võib tolerants olla väiksem. Võrreldes külmsepistusega on vormi maksumus madalam ja ka tootmiseks vajalik jõud on väiksem. Võrreldes külmtöötlemisega vähendab see deformatsiooni kõvenemist ja parandab elastsust.
Rakendus
Autotööstuses kasutatakse sepistamist vedrustuse osade (nt tühikäiguhoob ja telg) ning jõuülekande osade (nt ühendusvarras ja ülekandemehhanism) tootmiseks. Sepiseid kasutatakse tavaliselt torujuhtmete klapivarraste, klapikorpuste ja äärikute jaoks, mis on mõnikord valmistatud vasesulamist, et suurendada korrosioonikindlust. Käsitööriistad, nagu mutrivõtmed, on tavaliselt sepistatud ja paljude terastrossidega