آهنگری

آهنگری می‌تواند خواص مکانیکی قطعات فلزی را بهبود بخشد، و محلول شکل‌دهی فلز به دلیل قابلیت اطمینان آن‌ها برای کاربردهای بسیار پرتنش و بحرانی، روی قطعات حیاتی استفاده می‌شود. فرآیند آهنگری می تواند به سرعت هندسه محصول نهایی را ایجاد کند، معمولاً در یک یا چند ضربه چکش. دو نوع دارد: آهنگری سرد فلز را در دمای اتاق فشرده می کند، در حالی که آهنگری گرم به سطح دمای بسیار بالایی نیاز دارد و آهنگری گرم می تواند اشکال پیچیده تری نسبت به آهنگری سرد ایجاد کند.

 

توضیحات

 

آهنگری می تواند خواص فلز از جمله ساختار، رسانایی و طول عمر را بهبود بخشد و اغلب بر اساس دمایی که در آن انجام می شود طبقه بندی می شود. فرآیند تولید عبارت است از چکش کاری، پرس یا نورد کردن فلز به شکلی که توسط تجهیزاتی مانند چکش، پرس یا قالب انجام می شود. آهنگری می تواند جریان فلز و ساختار دانه مواد را تغییر دهد، بنابراین قطعات فلزی آهنگری دارای استحکام و چقرمگی استثنایی برای کاربردهای بسیار تحت فشار و بحرانی هستند.

 

انواع آهنگری

 

آهنگری فلزات یک فرآیند ساخت حیاتی است که شامل شکل دادن به قطعه کار فلزی توسط نیروی فشاری است و می تواند با اصلاح ساختار دانه فلز، اجزای قوی، بادوام و قابل اعتماد تولید کند. روش های آهنگری در درجه اول بر اساس دمایی که فلز در آن کار می شود و طراحی قالب های مورد استفاده طبقه بندی می شوند.

 

 

• √آهنگری داغ

این روش سنتی است که در آن فلز بالاتر از دمای تبلور مجدد خود گرم می شود، که برای فولاد می تواند بیش از 1200 درجه باشد. این دمای بالا باعث می شود که فلز چکش خوارتر و انعطاف پذیرتر شود و به آن اجازه می دهد تا با نیروی کمتری به شکل هندسه های پیچیده درآید. دمای بالا از سخت شدن کرنش جلوگیری می کند و باعث تشکیل دانه های جدید و تصفیه شده می شود که استحکام و شکل پذیری مواد را افزایش می دهد. دارای مزایای زیر است:

1. 1. انعطاف پذیری افزایش یافته، دمای بالا باعث انعطاف پذیری بیشتر مواد می شود و تشکیل قطعات پیچیده را ساده می کند.
2. 2. حذف سخت شدن کار، فلزات اغلب در اثر آهنگری سرد سخت می شوند و شکننده می شوند، در حالی که آهنگری گرم به طور کامل از این موضوع جلوگیری می کند و آن را برای قطعاتی که نیاز به تغییر شکل پلاستیکی بالایی دارند ایده آل می کند.
3. 3. پالایش ریزساختار، ساختار دانه تصفیه شده است که منجر به بهبود خواص مکانیکی می شود.
4. 4. اشکال پیچیده، این فرآیند به دلیل شکل پذیری بالای فلز برای ایجاد اجزای بزرگ و پیچیده ایده آل است.

به دلیل ویژگی های فوق، فورج گرم به طور گسترده در صنایع خودروسازی، هوافضا، نفت و گاز و ماشین آلات سنگین برای تولید اجزای حیاتی مانند میل لنگ، میله های اتصال، چرخ دنده ها، تیغه های توربین، اتصال دهنده ها و قطعات ساختاری استفاده می شود.

 

• √فورج گرم

آهنگری گرم در دمایی بین دمای اتاق و دمای تبلور مجدد فلز انجام می شود. برای فولاد، این محدوده معمولاً بین 400 درجه تا 950 درجه است. این روش به عنوان حد وسط بین آهنگری سرد و گرم عمل می کند. بیلت فلزی توسط بخاری های القایی گرم می شود و سپس در قالب های محصور آهنگری می شود و این فرآیند به نیروی کمتری نسبت به آهنگری سرد نیاز دارد و دقت بهتری نسبت به آهنگری گرم ارائه می دهد. دارای مزایای زیر است:

1. 1. خواص متعادل، می تواند تعادلی بین دقت ابعادی آهنگری سرد و سهولت شکل دادن به آهنگری گرم ارائه دهد. بر خلاف آهنگری داغ، که در آن گرمای شدید می تواند خواص مواد را کاهش دهد، آهنگری گرم شکل پذیری را با یکپارچگی مکانیکی متعادل می کند.
2. 2. کاهش بار ابزار، بار ابزار و پرس در مقایسه با آهنگری سرد کمتر است و بنابراین هزینه تعمیر و نگهداری ابزار نیز کاهش می یابد. این امر کیفیت سطح را بهبود می بخشد و طول عمر قالب های آهنگری را افزایش می دهد و هزینه های ابزارآلات را کاهش می دهد.
3. 3. بهبود سطح، به دلیل کاهش پوسته پوسته شدن و اکسیداسیون، می تواند سطح صاف تر را در مقایسه با آهنگری داغ ایجاد کند.
4. 4. بهره وری انرژی، گرم کردن مواد تا دماهای پایین تر به انرژی کمتری نیاز دارد و این به معنای کاهش هزینه های عملیاتی و ردپای کربن کمتر است.

آهنگری گرم اغلب برای تولید قطعات دقیق مانند چرخ دنده های انتقال خودرو، شفت محور و سایر اجزای ماشین آلات صنعتی مانند بلبرینگ ها، فلنج ها و اجزای ساختاری استفاده می شود.

 

• √آهنگری سرد

انواع آهنگری را نیز می توان بر اساس طراحی قالب طبقه بندی کرد و طراحی قالب نقش مهمی در فرآیند آهنگری ایفا می کند و شکل و پیچیدگی محصول نهایی را تعیین می کند.

 

• √آهنگری باز-که به نام آهنگری آزاد نیز شناخته می‌شود، شامل شکل دادن یک قطعه کار بین دو قالب صاف یا ساده است که به طور کامل فلز را در بر نمی‌گیرد. اپراتور قطعه کار را دستکاری می کند تا با چکش زدن یا فشار دادن مکرر به شکل دلخواه برسد. آهنگری آزاد برای تولید قطعات پیچیده با تلرانس نزدیک مناسب نیست و اغلب برای دستیابی به ابعاد نهایی نیاز به ماشینکاری بعدی دارد.

این فرآیند می‌تواند انواع مختلفی از قطعات فلزی مانند آهنگری، قطعات چکشی و قطعات ریخته‌گری، و قطعات مکانیکی با استحکام و ماندگاری بالا مانند میل لنگ، میله‌های اتصال و یاتاقان‌ها را تولید کند.

 

• √بسته شده-Die Forging

به آن قالب‌سازی{0}}قالب‌سازی قالب نیز می‌گویند، در این فرآیند از دو قالب استفاده می‌شود که حاوی یک قالب قبل{1}}برش قسمت نهایی هستند. قطعه کار بین این قالب ها قرار می گیرد و فشار وارد می شود و فلز را مجبور به پر کردن حفره های قالب می کند و مزایای زیر را دارد:

1. 1. دقت و قوام بالا: این روش قطعاتی با تلورانس های محکم و اشکال پیچیده با درجه تکرارپذیری بالا تولید می کند.
2. 2. خاصیت مکانیکی برتر، ساختار دانه ای تصفیه شده ای را ایجاد می کند که از کانتور قطعه پیروی می کند و در نتیجه استحکام، شکل پذیری و مقاومت بالاتری در برابر خستگی ایجاد می کند.
3. 3. هزینه-موثر، جنبه منفی این است که هزینه ابزار اولیه بالا است، اما یک فرآیند مقرون به صرفه-برای تولیدات بزرگ است.

فورج قالب بسته به طور گسترده در صنعت خودروسازی برای قطعاتی مانند بند فرمان، میله‌های اتصال و محور محور، و همچنین در هوافضا برای اجزای ساختاری حیاتی استفاده می‌شود.

 

 

• √رول فورج

آهنگری رول از دو رول استوانه‌ای یا نیمه{0}}متضاد با قالب‌های شیاردار برای شکل دادن به میله یا شمش گرم شده استفاده می‌کند. هنگامی که قطعه کار از بین رول های دوار عبور می کند، ضخامت آن کاهش می یابد و طول آن افزایش می یابد. دارای مزایای زیر است:

1. 1. مناسب برای قطعات بلند، این راه حل برای تولید قطعات بلند و باریک با مقاطع متقاطع-متفاوت بسیار کارآمد است.
2. 2. ساختار دانه عالی، می تواند یک ساختار دانه مطلوب تولید کند و در نتیجه خواص مکانیکی برتر را به همراه داشته باشد.

این فرآیند اغلب برای تولید قطعاتی برای صنعت خودروسازی مانند اکسل ها، فنرهای برگ و شفت های مخروطی و همچنین ابزارهای دستی مانند چاقو استفاده می شود.

 

• √فورج ناراحت

آهنگری آشفته که به عنوان هدینگ نیز شناخته می شود، قطر قطعه کار را با فشرده سازی طول آن افزایش می دهد و این فرآیند را می توان در چند مرحله برای ایجاد هندسه های پیچیده انجام داد. دارای ویژگی های زیر است:

1. 1. نرخ تولید بالا، فرآیندی سریع و کارآمد مناسب برای تولید با حجم بالا-.
2. 2. استحکام افزایش یافته، این فرآیند یک جریان دانه پیوسته ایجاد می کند که استحکام و مقاومت در برابر خستگی قطعه را بهبود می بخشد.

آهنگری ناراحت کننده معمولاً برای تولید بست هایی مانند پیچ ​​و مهره و همچنین دریچه های موتور، کوپلینگ ها و میله های پیستون برای صنایع خودروسازی، هوافضا و ساختمان استفاده می شود.

 

نقص در اندازه گیری آهنگری و پیشگیری

 

فرآیند تولید آهنگری و تجهیزات تولید ساده شده است و هنوز برخی از عیوب رایج در تولید انبوه وجود دارد. بنابراین، شناسایی و پرداختن به آنها برای اطمینان از کیفیت و عملکرد قطعات عملکردی با تلورانس‌های محدود برای مشتریان بسیار مهم است.

 

• √ترک ها اغلب در سطح قطعات آهنگری دیده می شوند که ممکن است به دماهای پایین یا تنش بیش از حد مربوط باشد.
• √لپ ها، در هنگام تا شدن، که یک درز ظریف در قسمت است، تشکیل می شوند. اغلب ناشی از جریان ناکافی مواد و طراحی ضعیف قالب است.
• √بسته های سرد، این نقص می تواند درز ضعیفی ایجاد کند که اغلب به گرمای ناکافی مربوط می شود. این یکی از انواع عیوب لپ است که به معنای اتصال ضعیف یا اتصال ناشی از جریان نامناسب مواد است.
• √حفره ها، که اغلب به دلیل طراحی بد یا تکنیک های گرمایش نامناسب ایجاد می شوند، که اغلب منجر به حبس گاز یا هوا در فلز در طول آهنگری می شود، بر استحکام و دوام قطعه کار تأثیر می گذارد.
• √فلاش اضافی، در حین آهنگری، مواد از حفره های قالب خارج می شود.
• √کیفیت بد سطح مانند براق شدن، به دلیل اصطکاک بیش از حد در فرآیند آهنگری، خراش یا فرورفتگی بر روی سطح قطعات.
• √ساختار دانه ناکافی، این می تواند ناشی از طراحی ضعیف، گرمای ناکافی، کیفیت مواد بد باشد که منجر به الگوهای دانه ناکافی می شود که یکپارچگی ساختاری فلز را تضعیف می کند.

 

برای بررسی این عیوب در طول فرآیند تولید، برخی از تکنیک‌های معروف NDT (آزمایش غیرمخرب) در زیر وجود دارد:

 

 

 

 

 

همه آهنگری ها به NDT ذکر شده در بالا نیاز ندارند و Fabmann می تواند این راه حل های آزمایشی را به منظور کنترل کیفیت ارائه دهد. مهندس کیفیت ما می تواند به مشتریان ما کمک کند تا قبل از تولید انبوه، عیوب یا ایرادات طراحی را در یک محصول شناسایی کنند. تیم ما متعهد به ارائه خدمات با کیفیت بالا برای قطعات فورج در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز استاتصال دهنده های PED sherardized، پتروشیمی، زیرساخت و ساخت و ساز.