Introduzione al processo di forgiatura
La forgiatura è un metodo di lavorazione che utilizza macchinari di forgiatura per applicare pressione a pezzi grezzi di metallo per produrre deformazione plastica per ottenere forgiati con determinate proprietà meccaniche, determinate forme e dimensioni. La forgiatura (forgiatura e stampaggio) è uno dei due componenti principali. La forgiatura può eliminare difetti come l'allentamento durante la fusione del metallo e ottimizzare la microstruttura. Allo stesso tempo, grazie alla conservazione di linee di flusso metalliche complete, le proprietà meccaniche dei forgiati sono generalmente migliori di quelle dei getti dello stesso materiale. Le parti importanti di macchinari correlati con carichi elevati e condizioni di lavoro severe, oltre a forme più semplici che possono essere laminate, profili o parti saldate, vengono utilizzati principalmente forgiati
Temperatura di deformazione
La temperatura iniziale di ricristallizzazione dell'acciaio è circa
Massima forza di impatto della pala della turbina Wuxi 35.500 tonnellate di pressa a vite
La temperatura è di 727 ° C, ma generalmente si usa 800 ° C come linea di demarcazione. La temperatura superiore a 800 ° C è stampaggio a caldo; la temperatura compresa tra 300 e 800 ° C è detta forgiatura a caldo o stampaggio semi caldo, e la forgiatura eseguita a temperatura ambiente è chiamata stampaggio a freddo.
I forgiati utilizzati nella maggior parte delle industrie sono lo stampaggio a caldo. Lo stampaggio a caldo e lo stampaggio a freddo sono utilizzati principalmente per forgiare parti come automobili e macchinari generali. La forgiatura a caldo e la forgiatura a freddo possono risparmiare efficacemente i materiali.
Categoria forgiatura
Secondo il meccanismo di formatura, la forgiatura può essere suddivisa in forgiatura libera, stampaggio a stampo, laminazione di anelli e forgiatura speciale
1. Forgiatura gratuita. Si riferisce al metodo di lavorazione di forgiati che utilizzano semplici strumenti per uso generico o applicano direttamente una forza esterna al grezzo tra le incudini superiore e inferiore dell'attrezzatura di forgiatura per deformare il grezzo per ottenere la forma geometrica e la qualità interna richieste. I forgiati prodotti con metodi di forgiatura gratuiti sono chiamati forgiati gratuiti. La forgiatura gratuita si basa principalmente su forgiati con piccoli lotti. Attrezzature di forgiatura come martelli da forgiatura e presse idrauliche vengono utilizzate per formare gli spazi vuoti per ottenere forgiati qualificati. Le procedure di base della forgiatura libera includono ribaltamento, imbutitura, punzonatura, taglio, piegatura, torsione, spostamento e forgiatura. La forgiatura gratuita adotta il metodo di stampaggio a caldo.
2. Stampo forgiatura. La forgiatura a stampo è divisa in stampaggio a stampo aperto e stampaggio a stampo chiuso. Il grezzo di metallo viene compresso e deformato in uno stampo di forgiatura di una certa forma per ottenere forgiati. Lo stampaggio a stampo viene generalmente utilizzato per produrre parti con un peso ridotto e un grande lotto.
La forgiatura può essere suddivisa in stampaggio a caldo, stampaggio a caldo e stampaggio a freddo. Lo stampaggio a caldo e lo stampaggio a freddo sono la direzione di sviluppo futuro dello stampaggio a stampo e rappresentano anche il livello della tecnologia di forgiatura.
A seconda dei materiali, la forgiatura può essere suddivisa in stampaggio di metalli ferrosi, forgiatura di metalli non ferrosi e formatura di prodotti in polvere. Come suggerisce il nome, i materiali sono acciaio al carbonio e altri metalli ferrosi, rame e alluminio e altri metalli non ferrosi e materiali di metallurgia delle polveri.
L'estrusione dovrebbe appartenere alla forgiatura a stampo, che può essere suddivisa in estrusione di metalli pesanti e estrusione di metalli leggeri.
Lo stampaggio a stampo chiuso e il ribaltamento chiuso sono due processi avanzati di stampaggio a stampo. Poiché non c'è flash, il tasso di utilizzo del materiale è più alto. È possibile completare la finitura di forgiati complessi con un processo o più processi. Poiché non c'è bava, l'area di forza della forgiatura è ridotta e anche il carico richiesto è ridotto. Tuttavia, va notato che gli spazi vuoti non possono essere completamente limitati. Per questo motivo è necessario controllare rigorosamente il volume degli sbozzati, controllare la posizione relativa degli stampi di forgiatura e la misura dei forgiati, in modo da ridurre l'usura degli stampi di forgiatura.
3. Macinare l'anello. La rullatura anulare si riferisce alla produzione di particolari anulari di diverso diametro mediante apposite macchine rullatrici. Viene anche utilizzato per produrre parti a forma di ruota come mozzi di automobili e ruote di treni.
4. Forgiatura speciale. La forgiatura speciale include la forgiatura a rullo, la laminazione a cuneo incrociato, la forgiatura radiale, la forgiatura a liquido e altri metodi di forgiatura. Questi metodi sono più adatti per la produzione di parti con forme speciali.
Ad esempio, la forgiatura a rullo può essere utilizzata come un efficace processo di preformatura per ridurre notevolmente la successiva pressione di formatura; La laminazione a cuneo incrociato può produrre sfere in acciaio, alberi di trasmissione e altre parti; La forgiatura radiale può produrre grandi barili, alberi a gradini e altri forgiati.
Stampi per forgiatura
In base alla modalità di movimento dello stampo di forgiatura, la forgiatura può essere suddivisa in rotolamento oscillante, forgiatura girevole oscillante, forgiatura a rulli, rotolamento a cuneo incrociato, rotolamento ad anello e rotolamento incrociato. La laminazione a pendolo, la forgiatura rotativa a pendolo e la laminazione ad anello possono anche essere lavorate mediante forgiatura di precisione. Al fine di migliorare il tasso di utilizzo dei materiali, la forgiatura a rullo e la laminazione incrociata possono essere utilizzate come lavorazione di pre-processo di materiali sottili. Anche la forgiatura rotativa, come la forgiatura libera, è formata localmente. Il suo vantaggio è che può essere formato anche quando la forza di forgiatura è piccola rispetto alle dimensioni della forgiatura. In questo metodo di forgiatura, inclusa la forgiatura libera, il materiale si espande dalle vicinanze della superficie dello stampo alla superficie libera durante la lavorazione. Pertanto, è difficile garantire l'accuratezza. Pertanto, il controllo computerizzato della direzione di movimento dello stampo di forgiatura e del processo di forgiatura rotativa può essere utilizzato a un livello inferiore. La forza di forgiatura dell'azienda può ottenere prodotti con forme complesse e di alta precisione, come forgiati come pale di turbine a vapore con un'ampia varietà di prodotti e di grandi dimensioni.
Il movimento dello stampo e la libertà dell'attrezzatura di forgiatura sono incoerenti. In base alle caratteristiche della limitazione della deformazione del punto morto inferiore, l'attrezzatura di forgiatura può essere suddivisa nelle seguenti quattro forme:
1. Forma di limitazione della forza di forgiatura: pressa idraulica che aziona direttamente il cursore mediante pressione idraulica.
2. Metodo di limitazione della quasi corsa: pressa idraulica con manovella di azionamento idraulico e meccanismo di biella.
3. Modalità di limitazione della corsa: pressa meccanica con manovella, biella e meccanismo a cuneo che aziona il cursore.
4. Metodo di limitazione dell'energia: utilizzare la vite e la pressa a frizione con un meccanismo a vite.
Per ottenere un'elevata precisione, è necessario prestare attenzione per evitare il sovraccarico al punto morto inferiore e controllare la velocità e la posizione dello stampo. Perché questi influenzeranno la tolleranza di forgiatura, l'accuratezza della forma e la durata dello stampo di forgiatura. Inoltre, per mantenere la precisione, è necessario prestare attenzione alla regolazione della distanza del binario di guida del cursore, garantendo la rigidità, regolando il punto morto inferiore e utilizzando dispositivi di trasmissione ausiliari.
Slider
Ci sono anche il movimento verticale e orizzontale del cursore (utilizzato per la forgiatura di parti sottili, la lubrificazione e il raffreddamento e la forgiatura di parti di produzione ad alta velocità). Il dispositivo di compensazione può aumentare il movimento in altre direzioni. Il metodo sopra è diverso, quindi
La forza di forgiatura richiesta, il processo, il tasso di utilizzo del materiale, la produzione, la tolleranza dimensionale e il metodo di raffreddamento della lubrificazione sono diversi. Questi fattori sono anche fattori che influenzano il livello di automazione.
Materiali di forgiatura
I materiali di forgiatura sono principalmente acciaio al carbonio e acciai legati di varie composizioni, seguiti da alluminio, magnesio, rame, titanio, ecc. E loro leghe. Lo stato originale del materiale include barre, lingotti, polvere di metallo e metallo liquido. Il rapporto tra l'area della sezione trasversale del metallo prima della deformazione e l'area della sezione trasversale dopo la deformazione è chiamato rapporto di forgiatura. La corretta selezione del rapporto di forgiatura, temperatura di riscaldamento ragionevole e tempo di mantenimento, temperatura di forgiatura iniziale ragionevole e temperatura finale di forgiatura, quantità di deformazione ragionevole e velocità di deformazione hanno un ottimo rapporto con il miglioramento della qualità del prodotto e la riduzione dei costi.
Generalmente, i forgiati piccoli e medi utilizzano barre tonde o quadrate come pezzi grezzi. La struttura del grano e le proprietà meccaniche della barra sono uniformi e buone, la forma e le dimensioni sono accurate e la qualità della superficie è buona, il che è conveniente per la produzione di massa. Finché la temperatura di riscaldamento e le condizioni di deformazione sono ragionevolmente controllate, i pezzi fucinati con proprietà eccellenti possono essere forgiati senza grandi deformazioni di forgiatura.
I lingotti vengono utilizzati solo per forgiati di grandi dimensioni. Il lingotto è una struttura colata con grandi cristalli colonnari e un centro sciolto. Pertanto, è necessario rompere i cristalli colonnari in grani di cristallo fini attraverso una grande deformazione plastica e compattare la scioltezza per ottenere un'eccellente struttura metallica e proprietà meccaniche.
Le preforme pressate e sinterizzate di metallurgia delle polveri possono essere trasformate in pezzi fucinati in polvere mediante stampaggio a stampo senza flash allo stato caldo. La polvere di forgiatura è vicina alla densità dei forgiati generici, ha buone proprietà meccaniche e alta precisione, che possono ridurre la successiva lavorazione di taglio. La forgiatura a polvere ha una struttura interna uniforme senza segregazione e può essere utilizzata per fabbricare piccoli ingranaggi e altri pezzi. Tuttavia, il prezzo della polvere è molto più alto di quello delle barre generali e la sua applicazione nella produzione è soggetta a determinate restrizioni.
La pressione statica viene applicata al metallo liquido versato nella cavità dello stampo per farlo solidificare, cristallizzare, scorrere, deformarsi plasticamente e formarsi sotto pressione, quindi è possibile ottenere uno stampo forgiato con la forma e le prestazioni richieste. La forgiatura a stampo di metalli liquidi è un metodo di formatura tra pressofusione e stampaggio a stampo, particolarmente adatto per parti complesse a pareti sottili che sono difficili da formare mediante stampaggio generale.
Oltre ai soliti materiali per la forgiatura, come l'acciaio al carbonio e l'acciaio legato di varie composizioni, seguiti da alluminio, magnesio, rame, titanio, ecc. E loro leghe, superleghe a base di ferro, superleghe a base di nichel e a base di cobalto superleghe Anche le leghe deformate vengono completate mediante forgiatura o laminazione, ma queste leghe sono relativamente difficili da forgiare a causa della loro zona plastica relativamente stretta. La temperatura di riscaldamento, la temperatura di forgiatura di apertura e la temperatura finale di forgiatura di materiali diversi hanno requisiti rigorosi.
Classificazione
1. Forgiati per aerei
2. Pezzi fucinati di motori diesel
3. Forgiati marini
4. Forgiati di armi
5. Mine forgiati
6. Forgiati di energia nucleare
7. Forgiati petrolchimici
Flusso di processo
Diversi metodi di forgiatura hanno processi diversi. Tra questi, la forgiatura a caldo ha il processo più lungo. La sequenza generale è: blanking del bianco; riscaldamento a vuoto; preparazione del pezzo grezzo di forgiatura a rullo; stampaggio stampaggio formatura; Rifinitura; punzonatura; raddrizzatura; Ispezione intermedia, ispezione delle dimensioni e dei difetti superficiali dei forgiati; trattamento termico di forgiati per eliminare lo stress da forgiatura e migliorare le prestazioni di taglio dei metalli; pulitura, principalmente per rimuovere gli ossidi superficiali; correzione; ispezione, forgiati generali devono essere sottoposti a controlli di aspetto e durezza e forgiati importanti Deve passare attraverso analisi della composizione chimica, proprietà meccaniche, sollecitazioni residue e altre ispezioni e controlli non distruttivi.
Caratteristiche di forgiatura
Rispetto alle fusioni, il metallo può migliorare la sua struttura e le proprietà meccaniche dopo la forgiatura. Dopo che la struttura di fusione è stata deformata dal metodo di forgiatura a causa della deformazione e ricristallizzazione del metallo, i dendriti grossolani originali e i grani colonnari diventano la struttura ricristallizzata equiassica con grani più fini e dimensioni uniformi, che rende la segregazione originale nel lingotto d'acciaio, il compattazione e saldatura di scioltezza, pori, inclusioni di scorie, ecc. rendono la struttura più compatta e migliorano le proprietà plastiche e meccaniche del metallo.
Le proprietà meccaniche dei pezzi fusi sono inferiori alle proprietà meccaniche dei pezzi fucinati dello stesso materiale. Inoltre, il processo di forgiatura può garantire la continuità della struttura in fibra di metallo, mantenere la struttura in fibra della forgiatura coerente con la forma della forgiatura e la linea aerodinamica del metallo è completa, il che può garantire che le parti abbiano buone proprietà meccaniche e lunghe vita di servizio. Vengono utilizzati stampaggio di precisione ed estrusione a freddo. I pezzi fucinati prodotti da processi come l'estrusione a caldo, ecc., Non hanno eguali dai pezzi fusi
I forgiati sono oggetti in cui il metallo è sottoposto a pressione per modellare la forma richiesta o una forza di compressione adeguata attraverso la deformazione plastica. Questa forza è tipicamente ottenuta tramite l'uso di un martello o di pressione. Il processo di forgiatura crea una struttura a grana fine e migliora le proprietà fisiche del metallo. Nell'uso effettivo delle parti, una corretta progettazione può far fluire le particelle nella direzione della pressione principale. Le fusioni sono stampaggi metallici ottenuti con vari metodi di colata, ovvero il metallo liquido fuso viene versato in uno stampo pre-preparato mediante versamento, iniezione, aspirazione o altri metodi di colata e, dopo il raffreddamento, viene scosso, pulito Lavorazione, ecc. ., l'oggetto risultante con una certa forma, dimensione e prestazioni.
Importanza
La produzione di forgiatura è uno dei principali metodi di lavorazione per fornire pezzi grezzi di parti meccaniche nell'industria di produzione di macchinari. Attraverso la forgiatura, non solo è possibile ottenere la forma delle parti meccaniche, ma anche la struttura interna del metallo può essere migliorata e le proprietà meccaniche e fisiche del metallo possono essere migliorate. Generalmente, le parti meccaniche più importanti con elevate sollecitazioni e requisiti elevati vengono prodotte mediante metodi di produzione forgiati. Parti importanti come alberi del generatore di turbina, rotori, giranti, pale, anelli di protezione, grandi colonne di presse idrauliche, cilindri ad alta pressione, rulli di laminazione, alberi a gomiti di motori a combustione interna, bielle, ingranaggi, cuscinetti e artiglieria nell'industria della difesa sono tutti prodotti contraffatti.
Pertanto, la produzione di forgiatura è ampiamente utilizzata in metallurgia, estrazione mineraria, automobili, trattori, macchine da raccolta, petrolio, chimica, aviazione, aerospaziale, armi e altri settori industriali. Anche nella vita quotidiana, anche la forgiatura della produzione ha un ruolo importante.
In un certo senso, la produzione annuale di forgiati, la proporzione di forgiati a stampo nella produzione totale di forgiati e le dimensioni e la proprietà delle attrezzature per forgiatura, in una certa misura, riflettono il livello industriale di un paese.
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