جعل: تجزیه و تحلیل جامع از مزایا ، ویژگی ها و فرایندها
Forging یک فناوری اصلی کار پلاستیکی در زمینه های تولید مکانیکی و متالورژی است. اصل اصلی آن شامل استفاده از نیروی خارجی در بیلت های فلزی با استفاده از تجهیزات مانند جعل چکش و مطبوعات ، باعث می شود که آنها در دماهای بالا (جعل گرم) یا دمای اتاق (جعل سرما) تحت تغییر شکل پلاستیک قرار بگیرند و از این طریق قطعات کاری یا خالی را بدست آورند که الزامات شکل ، اندازه و خصوصیات مکانیکی را برآورده می کند. در مقایسه با روش های پردازش مانند ریخته گری و برش ، جعل با "بهینه سازی ساختار داخلی فلزات و بهبود خصوصیات مکانیکی اجزای" مشخص می شود و به طور گسترده در ساخت تجهیزات با کیفیت بالا مورد استفاده قرار می گیرد. در زیر توضیح مفصلی از سه بعد وجود دارد: مزایا ، ویژگی ها و فرآیندها.
I. مزایای اصلی جعل
با تغییر ساختار داخلی و شکل بیلت های فلزی از طریق نیروی خارجی ، مزایای جعل در خصوصیات مکانیکی ، استفاده از مواد و سازگاری با سناریوهای کاربردی متمرکز می شود:
1. خصوصیات مکانیکی فلزی به طور قابل توجهی بهبود یافته با قابلیت اطمینان مؤلفه بالا
ساختار داخلی بهینه شده: در طی فرآیند جعل ، نقص هایی مانند ریخته گری تخلخل ، سوراخ های گازی و حفره های انقباض در بیل فلزی فشرده می شوند. دانه ها تصفیه شده و "خطوط جریان فیبری" (خطوط جریان فلزی) در امتداد جهت استرس تشکیل می شوند و باعث افزایش خواص مکانیکی کلیدی مانند مقاومت کششی ، استحکام عملکرد و مقاومت در برابر مؤلفه 30 ٪ تا 50 ٪ در مقایسه با ریخته گری ها می شوند.
سازگاری با شرایط کار شدید: اجزای جعلی مقاومت در برابر خستگی عالی و مقاومت در برابر ضربه دارند و می توانند در برابر محیط های سخت مانند بارهای متناوب طولانی مدت ، فشار بالا و درجه حرارت بالا مقاومت کنند. آنها "فرآیند ترجیحی برای اجزای تحمل بار هسته" در تجهیزات سطح بالا مانند هوافضا (دیسک های توربین موتور) ، ترانزیت ریلی (محورهای چرخ) و ماشین آلات ساختمانی (میل لنگ) هستند.
2. استفاده بالای مواد با هزینه های قابل کنترل تولید
کاهش ضایعات مواد: جعل اجزای شکل از طریق "تغییر شکل پلاستیک" بدون از بین بردن مقدار زیادی از مواد اضافی. میزان استفاده از مواد می تواند به 70 ٪ تا 95 ٪ برسد (فورج دقیق حتی از 90 ٪ تجاوز می کند) ، که بسیار بالاتر از پردازش برش است (معمولاً فقط 30 ٪ تا 50 ٪).
هزینه های پردازش بعدی پایین تر: فرایندهایی مانند جعل مرگ و جعل دقیق می توانند به طور مستقیم خالی های "نزدیک به شکل" نزدیک به اندازه محصول نهایی را تولید کنند ، و به طور قابل توجهی بار کاری فرآیندهای برش بعدی مانند چرخش و فرز را کاهش می دهد ، به خصوص برای کنترل هزینه در سناریوهای تولید انبوه مناسب است.
3. سازگاری با مواد گسترده و انعطاف پذیری فرآیند قوی
سازگاری مواد: تقریباً می تواند تمام مواد فلزی قابل بخشش ، از جمله فولاد کربن ، فولاد آلیاژ ، آلیاژ آلومینیوم ، آلیاژ تیتانیوم ، آلیاژ مس و غیره را پردازش کند. در میان آنها ، بهینه سازی عملکرد "مواد فرآیند دشوار" مانند فولاد آلیاژ با قدرت بالا و Superalloy بیشتر به فرآیندهای جعل متکی است.
سازگاری محصول: از قطعات دقیق و دقیق (مانند خالی و پیچ و مهره) گرفته تا اجزای بزرگ سنگین (مانند دونده های هیدرو توربین 10،000 تنی و سرهای فشار فشار هسته ای) ، و از شفت های ساده گرفته تا قطعات پیچیده خاص به شکل (مانند تیغه های موتور هوایی) ، همه می توانند از طریق Forging شکل بگیرند.
4. ثبات ابعادی خوب قطعات و قوام با کیفیت بالا
تغییر شکل بیلت های فلزی در حین جعل به شدت توسط می میرد (Forging Die) یا پارامترهای تجهیزات (جعل DIE) کنترل می شود. به طور خاص ، تحمل ابعادی از بخشش های قالب را می توان به طور پایدار در IT12 تا IT10 کنترل کرد ، و زبری سطح به RA6.3 به RA12.5μm می رسد. در طول تولید انبوه ، خواص مکانیکی و دقت بعدی اجزای دارای نوسانات کمی هستند و قوام کیفیت بهتر از ریخته گری ها است.
ii. ویژگی های اصلی جعل
ویژگی های فنی جعل با منطق اصلی "تغییر شکل پلاستیک فلزی + بارگذاری نیروی خارجی + کنترل دما" ، با شناسایی فرآیند مشخص: تعیین می شود:
1. متمرکز بر "تغییر شکل پلاستیک جامد" و وابسته به ویژگی های جریان فلزی
جوهر جعل استفاده از "انعطاف پذیری" فلزات در دمای معینی (توانایی تغییر شکل دائمی بدون شکستن تحت نیروی خارجی) است. شکل از طریق لغزش اتمهای داخل بیل و سازماندهی مجدد دانه ها تغییر می یابد. کل فرایند دستخوش تغییر فاز از "مایع به جامد" نمی شود ، بنابراین فشردگی ذاتی فلز را حفظ می کند.
2. دما به عنوان یک پارامتر کنترل کلید ، طبقه بندی شده به "جعل داغ" ، "جعل سرما" و "جعل گرم"
جعل داغ: بیل بالاتر از "دمای تبلور مجدد" گرم می شود (به عنوان مثال ، 1000-1250 ℃ برای فولاد کربن ، 350-500 ℃ برای آلیاژ آلومینیوم). در این زمان ، این فلز دارای انعطاف پذیری بالا و مقاومت در برابر تغییر شکل کم است ، مناسب برای تشکیل اجزای بزرگ و پیچیده ، اما مقیاس اکسید باید متعاقباً حذف شود.
جعل سرد: بیل در دمای اتاق جعل می شود. این فلز مقاومت به تغییر شکل بالا اما دقت بالا (تحمل IT9-IT7) و سطح صاف (RA1.6-RA3.2μm) دارد. هیچگونه تمیز کردن یا تمیز کردن مقیاس اکسید لازم نیست ، مناسب برای قطعات دقیق کوچک (مانند پیچ و چرخ دنده).
جعل گرم: بیل بین "دمای اتاق و دمای تبلور مجدد" گرم می شود (به عنوان مثال ، 600-800 ℃ برای فولاد کربن). این مقاومت در برابر تغییر شکل کم از جعل گرم و دقت بالای جعل سرماخوردگی است و یک فرایند کارآمد است که در سالهای اخیر توسعه یافته است.
3. روش بارگذاری نیروی خارجی نوع فرآیند را با وابستگی تجهیزات قوی تعیین می کند
بارگیری نیروی خارجی جعل به تجهیزات تخصصی متکی است و روشهای مختلف بارگذاری با فرآیندهای مختلف مطابقت دارد: جعل چکش ها از طریق "بار ضربه" به تغییر شکل سریع می رسند (مناسب برای جعل و مرگ کوچک). پرس ها بارگذاری آهسته را از طریق "فشار استاتیک" اعمال می کنند (مناسب برای جعل بزرگ و جعل دقیق). ماشین های فرفورژه رول از طریق "تغییر شکل نورد" (مانند ریل های فولادی و شفت) به شکل گیری قطعات شافت طولانی می رسند. تناژ و دقت تجهیزات به طور مستقیم حداکثر اندازه و کیفیت بخشش ها را تعیین می کند.
4. آشکار "خطوط جریان فیبری" در محصولات نهایی با خصوصیات مکانیکی ناهمسانگرد
خطوط جریان فیبری فلزی که توسط جعل تشکیل شده اند در امتداد شکل مؤلفه توزیع می شوند (به عنوان مثال ، خطوط جریان فیبر خم میل لنگ با شکل میل لنگ). خصوصیات مکانیکی (مقاومت کششی ، مقاومت در برابر ضربه) از مؤلفه در جهت خط جریان بسیار بالاتر از مواردی است که در جهت خط جریان عرضی وجود دارد. این "ناهمسانگردی" یکی از ویژگی های اصلی فرجامان برتر از ریخته گری ها و یک عامل کلیدی است که در طراحی در نظر گرفته می شود.
iii پیوندهای فرآیند کلیدی و طبقه بندی جعل
فرآیندهای جعلی باید بر اساس خصوصیات مواد ، نیازهای محصول و قابلیت تجهیزات تدوین شوند ، که عمدتاً شامل چهار پیوند است: "آماده سازی بیل - گرمایش - تغییر شکل - درمان بعدی". طبقه بندی های خاص به شرح زیر است:
(i) پیوندهای فرآیند اصلی
1. آماده سازی مقدماتی: ایجاد پایه و اساس شکل گیری
انتخاب و آماده سازی بیل: با توجه به اندازه محصول نهایی ، بیلت هایی مانند فولاد گرد و فولاد مربع را انتخاب کنید. برای اطمینان از خطای وزن بیل 5 ٪ (برای جلوگیری از تشکیل کافی یا زباله های مادی) ، بیلت را با اره ، برش و غیره برش دهید. "پخت کروی" برای بیل های جعلی (برای کاهش سختی و بهبود انعطاف پذیری) لازم است.
گرمایش: بیل های جعلی داغ باید در کوره های گرمایش (کوره های مقاومت ، کوره های گاز) به دمای هدف گرم شوند. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد (دانه های درشت) یا سوزش (اکسیداسیون سطح شدید) ، میزان گرمایش (برای جلوگیری از ترک خوردگی صورتحساب) و نگه داشتن زمان (برای اطمینان از دمای داخلی یکنواخت) را کنترل کنید.
2. تغییر شکل هسته: دستیابی به شکل و کنترل عملکرد
جعل شکل گیری: بیل گرم شده را درون تجهیزات فرفری یا جعل قرار دهید و از طریق بارگذاری یک یا چند تغییر شکل دهید-جعل و دیافراگم باز به عملیات کارگران متکی است تا بیل را روی آن قرار دهد (مناسب برای دسته های کوچک و قطعات بزرگ). Forging Forging باعث می شود تا از طریق حفره مرگ فوقانی و تحتانی (مناسب برای دسته متوسط و قطعات پیچیده) شکل بگیرد. جعل دقیق نیاز به مرگ با دقت بالا و پرس برای به دست آوردن مستقیم محصولات نهایی تقریباً شبکه دارد.
Demolding و Trimming: پس از شکل گیری ، جعل قالب بیرون می رود ، و "فلش" (فلز اضافی که در هنگام تغییر شکل سرریز می شود) از طریق یک برش پیرایش برداشته می شود. "روغن کاری عامل رهاسازی" برای فرج های سرما (برای کاهش سایش و خراش های بیل) لازم است.
3. درمان بعدی: بهینه سازی عملکرد و دقت
عملیات حرارتی: عملیات حرارتی مانند عادی سازی (پالایش دانه) ، خاموش کردن و خویشاوندان (بهبود استحکام و چقرمگی) و فشار خون (به دست آوردن سختی زیاد) را با توجه به الزامات برای از بین بردن استرس و کنترل خاصیت مکانیکی انجام دهید.
تمیز کردن و اتمام: سطح را با استفاده از لایه برداری شات (از بین بردن مقیاس اکسید و بهبود سختی سطح) ، ترشی (تمیز کردن لایه اکسید باقیمانده) و غیره تمیز کنید. پردازش های بعدی مانند سنگ زنی و فرز را روی قطعات دقیق انجام دهید تا از دقت بعدی بعدی اطمینان حاصل شود.
بازرسی کیفیت: از صلاحیت محصول از طریق بازرسی ظاهر (ترک های سطح ، باقیمانده فلش) ، اندازه گیری بعدی (کالیپر ، میکرومتر) ، آزمایش غیر مخرب (آزمایش اولتراسونیک برای نقایص داخلی) و آزمایش خاصیت مکانیکی (تسکین ، آزمایش ضربه) اطمینان حاصل کنید.
(ب) فرآیندهای جعلی ویژه
جعل پودر: پودر فلزی به صورتحساب فشار داده می شود ، سپس پخت شده و جعلی می شود. این ترکیب مزایای استفاده از متالورژی پودر و جعل ، مناسب برای قطعات کوچک با استحکام بالا و اشکال پیچیده (مانند چرخ دنده ها و آستین های بلبرینگ) است.
جعل ایزوترمال: در دمای ثابت شکل می گیرد ، مناسب برای "مواد طوفان دشوار" مانند آلیاژهای تیتانیوم و سوپر آلوها. این می تواند مقاومت تغییر شکل را کاهش داده و از تشکیل دقت (مانند دیسک های توربین موتور هوایی) اطمینان حاصل کند.
Forging Die Liquid: فلز مایع به قالب تزریق می شود و بلافاصله تحت فشار قرار می گیرد. این ترکیب مزایای ریخته گری (اشکال پیچیده) و جعل (ساختار متراکم) ، مناسب برای آلیاژ آلومینیوم و اجزای آلیاژ منیزیم (مانند قطب های چرخ اتومبیل) است.
اکنون تماس بگیرید