Forjamento
Existem muitos tipos diferentes de forjar processos disponíveis; no entanto, elas podem ser agrupadas em três classes principais:
- Sorteado: comprimento aumenta, de seção transversal diminui
- Chateado: comprimento diminui, de seção transversal aumenta
- Espremido no fechado de compressão morre: produz fluxo multidirecional
Comum forjar processos incluem: estampagem, estampagem, jogging, estampagem aberta, estampagem por impressão(estampagem por estampagem), estampagem por prensa, estampagem automática a quente e perturbadora.artigos principais: trabalhos a quente e trabalhos a frio todos os seguintes processos de forjamento podem ser realizados a várias temperaturas; contudo, são geralmente classificados se a temperatura do metal é superior ou inferior à temperatura de recristalização. Se a temperatura estiver acima da temperatura de recristalização do material, considera-se forjamento a quente; se a temperatura for inferior à temperatura de recristalização do material, mas superior a 30% da temperatura de recristalização (numa escala absoluta), considera-se forjamento a quente; se for inferior a 30% da temperatura de recristalização (normalmente temperatura ambiente), considera-se forjamento a frio. A principal vantagem da forja quente é que ela pode ser feita mais rápida e precisamente, e como o metal é deformado trabalho efeitos de endurecimento são negados pelo processo de recristalização. A forja a frio normalmente resulta no endurecimento da peça.
Drop forgingEdit
Abrir-morrer queda forgingEdit
de forjamento em matriz Aberta também é conhecido como smith forjamento. Na forja aberta, um martelo golpeia e deforma a peça de trabalho, que é colocada em uma bigorna estacionária. A forja aberta recebe o seu nome pelo facto de as matrizes (as superfícies que estão em contacto com a peça de trabalho) não fecharem a peça de trabalho, permitindo-lhe fluir, excepto quando contactadas pelas matrizes. O operador precisa, portanto, orientar e posicionar a peça de trabalho para obter a forma desejada. As matrizes são geralmente de forma plana, mas algumas têm uma superfície especialmente moldada para operações especializadas. Por exemplo, um dado pode ter uma superfície redonda, côncava ou convexa ou ser uma ferramenta para formar furos ou ser uma ferramenta de corte.Forgings abertos podem ser trabalhados em formas que incluem discos, cubos, blocos, eixos (incluindo eixos de passo ou com flanges), mangas, cilindros, flats, caixas, rodadas, placas e algumas formas personalizadas.A forja aberta presta-se a corridas curtas e é apropriada para a ferragem de arte e trabalho personalizado. Em alguns casos, a forja aberta pode ser utilizada em lingotes de forma grosseira para prepará-los para operações subsequentes. A forja aberta também pode orientar o grão para aumentar a força na direção requerida.
Vantagens do forjamento em matriz aberta
- Redução de chance de vazios
- Melhor resistência à fadiga
- Melhor microestrutura
- Contínuo fluxo de grãos
- tamanho do grão mais Fino
- Maior resistência
- uma Melhor resposta ao tratamento térmico.
- Melhoria da qualidade interna
- Maior confiabilidade das propriedades mecânicas, ductilidade e resistência ao impacto
“Cogging” é sucessivos de deformação de uma barra ao longo do seu comprimento, usando uma matriz aberta queda de forjar. É comumente usado para trabalhar um pedaço de matéria-prima para a espessura adequada. Uma vez que a espessura adequada é alcançada a largura adequada é alcançada através de “edging”.”Edging” é o processo de concentração de material usando um formato côncavo de morrer aberto. O processo é chamado de “edging” porque é geralmente realizado nas extremidades da peça de trabalho. “Fullering” é um processo similar que dilui seções da forja usando uma matriz em forma convexa. Estes processos preparam as peças de trabalho para novos processos de forja.
-
Afiação
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Fullering
Impressão-morrer forgingEdit
Impressão de forjamento em matriz também é chamado de “fechado forjamento em matriz”. Em Estampagem de impressão-die, O metal é colocado em um molde que se assemelha a um molde, que está ligado a uma bigorna. Normalmente, o martelo morre também tem a forma. O martelo é então lançado sobre a peça de trabalho, fazendo com que o metal flua e preenche as cavidades. O martelo está geralmente em contato com a peça na escala de milisegundos. Dependendo do tamanho e complexidade da peça, o martelo pode ser largado várias vezes em rápida sucessão. O excesso de metal é espremido para fora das cavidades, formando o que é referido como “flash”. O flash arrefece mais rapidamente do que o resto do material; este metal frio é mais forte do que o metal na matriz, por isso ajuda a evitar que mais flash se forme. Isto também força o metal a preencher completamente a cavidade da morte. Depois de forjar, o flash é removido.em Estampagem de impressão comercial, a peça é geralmente movida através de uma série de cavidades em um dado para passar de um lingote para a forma final. A primeira impressão é usada para distribuir o metal em forma áspera de acordo com as necessidades de cavidades posteriores; esta impressão é chamada de “afiação”, “fullering”, ou “flexão” impressão. As seguintes cavidades são chamadas cavidades de “bloqueio”, nas quais a peça está trabalhando em uma forma que mais se assemelha ao produto final. Estes estágios geralmente dão a peça de trabalho com curvas generosas e grandes filetes. A forma final é forjada em uma cavidade de impressão” final” ou “finisher”. Se houver apenas um curto prazo de peças a serem feitas, então pode ser mais econômico para a morte a falta de uma cavidade de impressão final e, em vez disso, Máquina as características finais.a Forjagem por impressão foi melhorada nos últimos anos através do aumento da automatização, que inclui aquecimento por indução, alimentação mecânica, posicionamento e manipulação, e o tratamento térmico directo das peças após a Forjagem.Uma variação da forja de impressão é chamada de “forja sem flash”, ou “forja de verdade fechada”. Neste tipo de forjamento, as cavidades de morrer são completamente fechadas, o que impede a peça de trabalho de formar flash. A principal vantagem deste processo é que menos metal é perdido para flash. Flash pode ser responsável por 20 a 45% do material de partida. As desvantagens deste processo incluem custos adicionais devido a um design de die mais complexo e a necessidade de melhor lubrificação e colocação de peças de trabalho.existem outras variações da formação de peças que integram a Forjagem por impressão. Um método inclui a fundição de um pré-formador de forja a partir de metal líquido. A fundição é removida depois de ter solidificado, mas ainda quente. É então finalizado em uma única cavidade morrer. O flash é aparado,então a parte é endurecida. Outra variação segue o mesmo processo descrito acima, exceto a pré-forma é produzida pela deposição de gotículas de metal em coletores moldados (semelhante ao processo Osprey).a forja fechada tem um custo inicial elevado devido à criação de matrizes e requer trabalhos de concepção para fazer cavidades de trabalho. No entanto, tem baixos custos recorrentes para cada parte, assim as falsificações tornam-se mais económicas com maior volume de produção. Esta é uma das principais razões pelas quais as forjas fechadas são frequentemente utilizadas nas indústrias automotiva e de ferramentas. Outra razão pela qual as falsificações são comuns nestes setores industriais é que as falsificações geralmente têm cerca de 20 por cento maior relação força-peso em comparação com peças moldadas ou maquinadas do mesmo material.as matrizes de Forja de impressão e de forjamento de ferramentas são geralmente fabricadas em aços de liga alta ou em aços para Ferramentas. As matrizes devem ser resistentes ao impacto – e ao desgaste -, manter a resistência a altas temperaturas, ter a capacidade de suportar ciclos de aquecimento e arrefecimento rápidos. A fim de produzir uma matriz melhor, mais econômica, os seguintes padrões são mantidos:
- a parte de matrizes ao longo de um único plano plano plano, sempre que possível. Caso contrário, o plano de separação segue o contorno da peça.a superfície de separação é um plano através do centro da forja e não perto de uma aresta superior ou inferior.é fornecido um rascunho adequado; normalmente, pelo menos 3° para o alumínio e 5° a 7° para o aço.são utilizados filetes e raios generosos.as costelas são baixas e largas.as várias secções são equilibradas para evitar diferenças extremas no fluxo de metal.
- A vantagem total é tomada das linhas de fluxo de fibra.as tolerâncias dimensionais não estão mais próximas do que o necessário.
o Grelhamento ocorre quando, devido à fricção entre a peça de trabalho e o dado ou soco, a peça de trabalho se Saliente no seu centro de modo a assemelhar-se a um barril. Isto leva à parte central da peça de trabalho para entrar em contato com os lados do morrer mais cedo do que se não houvesse fricção presente, criando um aumento muito maior na pressão necessária para o soco para terminar a forja.as tolerâncias dimensionais de uma peça de aço produzida segundo o método de Forjagem por impressão são indicadas no quadro seguinte. As dimensões através do plano de separação são afetadas pelo fechamento das matrizes, e, portanto, dependem do desgaste e da espessura do flash final. As dimensões que estão completamente contidas dentro de um único segmento de die ou metade podem ser mantidas em um nível significativamente maior de precisão.
| Massa | Menos tolerância | Mais tolerância |
|---|---|---|
| 0.45 (1) | 0.15 (0.006) | 0.46 (0.018) |
| 0.91 (2) | 0.20 (0.008) | 0.61 (0.024) |
| 2.27 (5) | 0.25 (0.010) | 0.76 (0.030) |
| 4.54 (10) | 0.28 (0.011) | 0.84 (0.033) |
| 9.07 (20) | 0.33 (0.013) | 0.99 (0.039) |
| 22.68 (50) | 0.48 (0.019) | 1.45 (0.057) |
| 45.36 (100) | 0.74 (0.029) | 2.21 (0.087) |
Um lubrificante é utilizado quando o forjamento para reduzir o atrito e o desgaste. Ele também é usado como uma barreira térmica para restringir a transferência de calor da peça de trabalho para o morrer. Finalmente, o lubrificante atua como um composto de separação para evitar que a peça cole nas matrizes.a forja de prensa funciona lentamente através da aplicação de uma pressão ou força contínua, que difere do impacto quase instantâneo da forja de martelo. A quantidade de tempo que as matrizes estão em contacto com a peça de trabalho é medida em segundos (em comparação com os milissegundos de forjas de martelo-gota). A operação de forja de imprensa pode ser feita fria ou quente.a principal vantagem da forja de prensa, em comparação com a forja de martelo-gota, é a sua capacidade de deformar a peça completa. A forja de martelo-gota normalmente só deforma as superfícies da peça de trabalho em contacto com o martelo e a bigorna; o interior da peça de trabalho permanecerá relativamente intacto. Outra vantagem para o processo inclui o conhecimento da taxa de tensão da nova parte. Ao controlar a taxa de compressão da operação de forja de prensagem, a tensão interna pode ser controlada.
Há algumas desvantagens para este processo, a maioria decorrente da peça de trabalho estar em contato com os dies por um período de tempo tão prolongado. A operação é um processo demorado devido à quantidade e duração dos passos. A peça de trabalho arrefecerá mais rapidamente porque as matrizes estão em contacto com a peça de trabalho; as matrizes facilitam drasticamente mais Transferência de calor do que a atmosfera circundante. À medida que a peça arrefece, torna-se mais forte e menos dúctil, o que pode induzir fissuras se a deformação continuar. Portanto, as matrizes aquecidas são geralmente usadas para reduzir a perda de calor, promover o fluxo de superfície, e permitir a produção de detalhes mais finos e tolerâncias mais próximas. A peça também pode precisar de ser reaquecida.quando feita em alta produtividade, a forja de prensa é mais econômica do que a forja de martelo. A operação também cria tolerâncias mais próximas. Na forja de martelo, muito do trabalho é absorvido pela máquina; quando na forja de prensa, A maior porcentagem de trabalho é usada na peça de trabalho. Outra vantagem é que a operação pode ser usada para criar qualquer parte do tamanho porque não há limite para o tamanho da máquina de forja de prensagem. Novas técnicas de forja de imprensa foram capazes de criar um maior grau de integridade mecânica e de orientação. Pela restrição da oxidação para as camadas exteriores da peça, os níveis reduzidos de microcracking ocorrem na parte acabada.a forja de impressão pode ser utilizada para efectuar todos os tipos de forja, incluindo a forja aberta e a forja de impressão. Impression-die forging geralmente requer menos rascunho do que a forja de gota e tem melhor precisão dimensional. Além disso, as falsificações de prensagem podem muitas vezes ser feitas em um fechamento das matrizes, permitindo uma fácil automação.
transtornado forgingEdit
estas regras devem ser seguidas ao projetar peças para serem forjadas:
- o comprimento do metal não suportado que pode ser chateado em um golpe sem buckling prejudicial deve ser limitado a três vezes o diâmetro da barra.comprimentos de estoque superiores a três vezes o diâmetro podem ser perturbados com sucesso, desde que o diâmetro do deslocamento não seja superior a 1,5 vezes o diâmetro do estoque.num distúrbio que requer um comprimento de estoque superior a três vezes o diâmetro do estoque, e se o diâmetro da cavidade não for superior a 1,5 vezes o diâmetro do estoque, o comprimento do metal não suportado além da face do dado não deve exceder o diâmetro da barra.o processo de Forjagem automática a quente envolve a alimentação de barras de aço de 7 m (23 pés) numa extremidade da máquina à temperatura ambiente e os produtos forjados a quente emergem da outra extremidade. Isso tudo ocorre rapidamente; pequenas peças podem ser feitas a uma taxa de 180 partes por minuto (ppm) e maiores podem ser feitas a uma taxa de 90 ppm. As partes podem ser sólidas ou ocas, redondas ou simétricas, até 6 kg (13 lb) e até 18 cm (7,1 in) de diâmetro. As principais vantagens deste processo são a sua elevada taxa de produção e capacidade de aceitar materiais de baixo custo. Pouco trabalho é necessário para operar a maquinaria.não se produz flash, pelo que a economia de material se situa entre 20% e 30% em relação ao forjamento convencional. O produto final é um consistente 1,050 ° c (1,920 °F) de modo que o resfriamento de ar resultará em uma parte que ainda é facilmente usinável (a vantagem é a falta de recozimento necessário após o forjamento). As tolerâncias são geralmente ±0,3 mm( 0,012 in), as superfícies são limpas e os ângulos de rascunho são de 0,5 a 1°. A vida da ferramenta é quase o dobro da Forjagem convencional porque os tempos de contato estão na ordem de 0,06 segundos. A desvantagem é que este processo só é viável em partes simétricas menores e custo; o investimento inicial pode ser superior a US $10 milhões, então grandes quantidades são necessárias para justificar este processo.
o processo começa aquecendo a barra para 1.200 a 1.300 °c (2.190 a 2.370 °F) em menos de 60 segundos usando bobinas de indução de alta potência. Ele é então descalçado com rolos, raspado em branco, e transferido através de vários estágios de formação sucessivos, durante os quais ele é chateado, préformado, final forjado, e perfurado (se necessário). Este processo também pode ser associado com operações de formação a frio de alta velocidade. Em geral, a operação de conformação a frio fará a etapa de acabamento para que as vantagens do trabalho a frio possam ser obtidas, mantendo ao mesmo tempo a alta velocidade do forjamento automático a quente.exemplos de partes feitas por este processo são:: rolamentos, engrenagens de transmissão, corridas de roletes cónicos, flanges de acoplamento de aço inoxidável e anéis de pescoço para cilindros de gás LP. As engrenagens de transmissão Manual são um exemplo de forjamento automático a quente utilizado em conjunto com o trabalho a frio.a Forjagem em rolos é um processo em que os blocos redondos ou planos são reduzidos em espessura e aumentados em comprimento. A Forjagem em rolos é realizada utilizando dois rolos cilíndricos ou semi-cilíndricos, cada um contendo um ou mais sulcos moldados. Uma barra aquecida é inserida nos rolos e, quando atinge um ponto, os rolos giram e a barra é progressivamente moldada à medida que é rolada através da máquina. A peça é então transferida para o próximo conjunto de ranhuras ou virou-se e reinserido nas mesmas ranhuras. Isto continua até que a forma e o tamanho desejados sejam alcançados. A vantagem deste processo é que não há flash e transmite uma estrutura de grãos favorável para a peça de trabalho.exemplos de produtos produzidos segundo este método incluem eixos, Alavancas cónicas e molas de folhas.este processo é também conhecido como forjamento de precisão. Foi desenvolvido para minimizar o custo e os resíduos associados às operações pós-forjamento. Portanto, o produto final de uma Forjagem de precisão precisa de pouca ou nenhuma usinagem final. As economias de custos são obtidas com o uso de menos material e, portanto, menos sucata, a diminuição global da energia utilizada, e a redução ou eliminação da usinagem. O forjamento de precisão também requer menos de um rascunho, de 1 ° a 0°. O lado negativo deste processo é o seu custo, pelo que só é implementado se for possível alcançar uma redução significativa dos custos.o forjamento a frio é mais frequente quando as partes são forjadas sem aquecimento da lesma, da barra ou da chapa. Alumínio é um material comum que pode ser forjado a frio, dependendo da forma final. A lubrificação das partes que estão sendo formadas é fundamental para aumentar a vida do acasalamento morre.artigo principal: Forja de indução
Ao contrário dos processos acima, forja de indução é baseada no tipo de estilo de aquecimento usado. Muitos dos processos acima podem ser usados em conjunto com este método de aquecimento.o forjamento multidireccional é constituído por uma peça de trabalho num único degrau em várias direcções. A formação multidirecional ocorre através de medidas construtivas da ferramenta. O movimento vertical da ram de prensa é redirecionado usando cunhas que distribuem e redirecionam a força da prensa de forja em direções horizontais.a forja isotérmica é um processo pelo qual os materiais e os dados são aquecidos à mesma temperatura (iso – significado “igual”). O aquecimento adiabático é utilizado para auxiliar na deformação do material, o que significa que as taxas de deformação são altamente controladas. Geralmente utilizado para forjar alumínio, que tem uma temperatura de forja inferior à dos aços. As temperaturas de forjamento para o alumínio são de cerca de 430 °C (806 °F), enquanto os aços e super ligas podem ser de 930 a 1.260 °c (1.710 a 2.300 °F).prestações:devido à menor perda de calor, podem ser utilizadas máquinas mais pequenas para fazer com que o forjamento sofra desvantagens: são necessárias atmosferas de protecção ou vácuo para reduzir a oxidação das matrizes e materiais. baixas taxas de produção
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