Forjare

Forjarea poate îmbunătăți proprietățile mecanice ale pieselor metalice, iar soluția de formare a metalului este utilizată pe piesele critice datorită fiabilității acestora pentru aplicații extrem de solicitate și critice. Procesul de forjare poate genera rapid geometria produsului final, de obicei cu una sau câteva lovituri de ciocan. Are două tipuri: forjarea la rece comprimă metalul la temperatura camerei, în timp ce forjarea la cald necesită un nivel de temperatură foarte ridicat, iar forjarea la cald poate produce forme mai complicate decât forjarea la rece.

 

Descriere

 

Forjarea poate îmbunătăți proprietățile metalului, inclusiv structura, conductivitatea și longevitatea și este adesea clasificată în funcție de temperatura la care este efectuată. Procesul de fabricație este ciocanul, presarea sau rularea metalului în formă cu ajutorul unor echipamente precum ciocanul, presa sau matrița. Forjarea poate modifica fluxul de metal a materialului și structura granulației și, prin urmare, piesele metalice forjate au o rezistență și o tenacitate excepționale pentru aplicații extrem de solicitate și critice.

 

Tipuri de forjare

 

Forjarea metalului este un proces de fabricație esențial care implică modelarea piesei metalice prin forță de compresiune și poate produce componente puternice, durabile și fiabile prin rafinarea structurii granulației metalului. Metodele de forjare sunt clasificate în primul rând în funcție de temperatura la care este prelucrat metalul și de designul matrițelor utilizate.

 

 

• √Forjare la cald

Este metoda tradițională în care metalul este încălzit peste temperatura sa de recristalizare, care pentru oțel poate fi de peste 1.200 de grade. Această temperatură ridicată face metalul mai maleabil și mai ductil, permițându-i să fie modelat în geometrii complexe cu mai puțină forță. Temperatura ridicată previne întărirea prin deformare și promovează formarea de boabe noi, rafinate, care sporesc rezistența și ductilitatea materialului. Are urmatoarele beneficii:

1. 1. Ductilitate sporită, temperaturile ridicate fac materialul mai flexibil, simplificând formarea de părți complicate.
2. 2. Eliminarea călirii prin lucru, metalele se întăresc adesea și devin casante prin forjare la rece, în timp ce forjarea la cald evită complet această problemă, făcându-l ideal pentru piesele care necesită deformare plastică mare.
3. 3. Rafinarea microstructurii, structura cerealelor este rafinată, ceea ce duce la îmbunătățirea proprietăților mecanice.
4. 4. Forme complexe, acest proces este ideal pentru crearea de componente mari și complexe datorită formabilității ridicate a metalului.

Datorită caracteristicilor de mai sus, forjarea la cald este utilizată pe scară largă în industria auto, aerospațială, petrol și gaze și în industria mașinilor grele pentru a produce componente critice, cum ar fi arbori cotiți, biele, angrenaje, palete de turbine, elemente de fixare și piese structurale.

 

• √Forjare la cald

Forjarea la cald se realizează la o temperatură între temperatura camerei și temperatura de recristalizare a metalului. Pentru oțel, acest interval este de obicei între 400 și 950 de grade). Această metodă servește ca o cale de mijloc între forjarea la cald și la rece. Tagla de metal este încălzită de încălzitoare cu inducție și apoi forjată în matrițe închise, iar acest proces necesită mai puțină forță decât forjarea la rece și oferă o precizie mai bună decât forjarea la cald. Are urmatoarele avantaje:

1. 1. Proprietăți echilibrate, poate oferi un echilibru între acuratețea dimensională a forjarii la rece și ușurința modelării forjarii la cald. Spre deosebire de forjarea la cald, unde căldura extremă poate degrada proprietățile materialului, forjarea la cald echilibrează formabilitatea cu integritatea mecanică.
2. 2. Sarcini reduse de scule, sarcinile de scule și de presare sunt mai mici în comparație cu forjarea la rece și, prin urmare, costul de întreținere a sculelor este, de asemenea, redus. Acest lucru îmbunătățește calitatea suprafeței și prelungește durata de viață a matrițelor de forjare, reducând costurile cu scule.
3. 3. Finisaj îmbunătățit al suprafeței, poate duce la un finisaj mai neted al suprafeței în comparație cu forjarea la cald datorită detartrajului și oxidării reduse.
4. 4. Eficiența energetică, încălzirea materialului la temperaturi mai scăzute necesită mult mai puțină energie și înseamnă costuri operaționale reduse și o amprentă de carbon mai mică.

Forjarea la cald este adesea folosită pentru producerea de piese de precizie, cum ar fi angrenaje de transmisie auto, arbori de osie și alte componente de mașini industriale, cum ar fi rulmenți, flanșe și componente structurale.

 

• √Forjare la rece

Tipurile de forjare pot fi, de asemenea, clasificate după designul matriței, iar designul matriței joacă un rol critic în procesul de forjare, determinând forma și complexitatea produsului final.

 

• √Deschis-Forjarea cu matriță, cunoscută și sub denumirea de forjare liberă, implică modelarea unei piese de prelucrat între două matrițe plate sau simple, care nu înglobează complet metalul. Operatorul manipulează piesa de prelucrat pentru a obține forma dorită prin lovire sau presare repetate. Forjarea liberă nu este potrivită pentru producerea de piese complicate cu toleranțe strânse și adesea necesită prelucrare ulterioară pentru a obține dimensiunile finale.

Acest proces poate produce diferite tipuri de piese metalice, cum ar fi piese forjate, piese de ciocan și piese turnate, precum și piese mecanice de-rezistență și durabilitate ridicată-, cum ar fi arbori cotiți, biele și rulmenți.

 

• √Forjare-motrice închisă

De asemenea, se mai numește imprimare-forjare matrițe, acest proces utilizează două matrițe care conțin o imprimare pre-decupată a piesei finale. Piesa de prelucrat este plasată între aceste matrițe și se aplică presiune, forțând metalul să umple cavitățile matriței și are următoarele beneficii:

1. 1. Înaltă precizie și consistență: Această metodă produce piese cu toleranțe strânse și forme complexe cu un grad ridicat de repetabilitate.
2. 2. Proprietate mecanică superioară, creează o structură de cereale rafinată care urmează conturul piesei, rezultând o rezistență superioară, ductilitate și rezistență la oboseală.
3. 3. Cost-Eficient, dezavantajul este că costul inițial al sculelor este ridicat, dar este un proces-eficient din punct de vedere al costurilor pentru serii mari de producție.

Forjarea cu matriță închisă-este utilizată pe scară largă în industria auto pentru piese precum articulații de direcție, biele și arbori de osie, precum și în industria aerospațială pentru componente structurale critice.

 

 

• √Forjare cu role

Forjarea cu role folosește două role cilindrice sau semi{0}}opuse, cu amprente canelate, pentru a modela o bară sau o țagle încălzite. Când piesa de prelucrat trece între rolele rotative, grosimea ei este redusă, iar lungimea sa este mărită. Are urmatoarele avantaje:

1. 1. Potrivită pentru piese lungi, această soluție este foarte eficientă pentru producerea de piese lungi și subțiri, cu secțiuni transversale-variabile.
2. 2. Structură excelentă a cerealelor, poate produce o structură favorabilă a cerealelor, rezultând proprietăți mecanice superioare.

Acest proces este adesea folosit pentru fabricarea de componente pentru industria auto, cum ar fi osii, arcuri cu lame și arbori conici, precum și unelte de mână precum cuțite.

 

• √Forjare supărată

Forjarea supărată, cunoscută și sub denumirea de cap, crește diametrul unei piese de prelucrat prin comprimarea lungimii acesteia, iar acest proces poate fi realizat în mai multe etape pentru a crea geometrii complexe. Are următoarele caracteristici:

1. 1. Rată de producție ridicată, este un proces rapid și eficient, potrivit pentru producția de volum mare-.
2. 2. Rezistență sporită, acest proces creează un flux continuu de cereale, care îmbunătățește rezistența și rezistența la oboseală a piesei.

Forjarea supărată este utilizată în mod obișnuit pentru a produce elemente de fixare precum șuruburi și șuruburi, precum și supape de motor, cuplaje și tije de piston pentru industria auto, aerospațială și construcții.

 

Defecte în forjare și măsurare de prevenire

 

Procesul de producție de forjare și echipamentele de producție sunt simplificate și există încă unele defecte comune găsite în producția de masă. Prin urmare, identificarea și abordarea acestora este crucială pentru a asigura calitatea și performanța pieselor de performanță cu toleranțe strânse pentru clienții noștri.

 

• √Fisuri, acestea se găsesc adesea pe suprafața pieselor forjate, care ar putea fi legate de temperaturi scăzute sau de stres excesiv.
• √Lapurile, se formează în timpul plierii, care este o cusătură subtilă a piesei. Adesea este cauzată de fluxul insuficient de material și designul slab al matriței.
• √Închis la rece, acest defect poate crea o cusătură slabă care este adesea legată de căldură insuficientă. Este un fel de defecte de suprapunere, ceea ce înseamnă legătura slabă sau conexiunea cauzată de fluxul necorespunzător al materialului.
• √Golurile, adesea cauzate fie de un design prost, fie de tehnici de încălzire necorespunzătoare, care conduc adesea la gaz sau aer prins în metal în timpul forjarii, afectează rezistența și durabilitatea piesei de prelucrat.
• √Excesul de flash, în timpul forjarii, materialul curge din cavitățile matriței.
• √Calitatea proastă a suprafeței, cum ar fi lustruirea, din cauza frecării excesive în timpul procesului de forjare, zgârieturile sau adânciturile rămase pe suprafața pieselor.
• √Structura inadecvată a granulelor, aceasta ar putea fi cauzată de designul slab, căldura insuficientă, calitatea proastă a materialului, ceea ce duce la un model de cereale inadecvat care slăbește integritatea structurală a metalului.

 

Pentru a verifica aceste defecte în timpul procesului de producție, există câteva tehnici populare NDT (testare non{0}}distructivă) care sunt aplicate mai jos:

 

 

 

 

 

Nu toate forjarile necesită NDT menționate mai sus, iar Fabmann poate oferi aceste soluții de testare în scopul controlului calității. Inginerul nostru de calitate poate ajuta clienții noștri să identifice defecțiunile de proiectare sau defectele unui produs înainte ca acesta să fie produs în masă. Echipa noastră se angajează să ofere servicii de calitate superioară pentru piese forjate în diferite industrii, inclusiv petrol și gaze, cum ar fielemente de fixare PED sherardizate, petrochimie, infrastructură și construcții.