Grandes peças forjadas são geralmente usadas em peças-chave de máquinas grandes. Devido ao ambiente de trabalho precário e às forças complexas e variáveis, a qualidade das peças forjadas de grande porte é muito elevada no processo de produção. Grandes peças forjadas são forjadas diretamente a partir de lingotes.
Na produção de peças forjadas de grande porte, mesmo com tecnologia metalúrgica avançada, ocorrem inevitavelmente microfissuras, frouxidão, encolhimento, segregação e outros defeitos no interior do lingote, o que afeta seriamente a qualidade das peças forjadas. Para eliminar esses defeitos e melhorar a qualidade dos forjados, é necessário melhorar o processo de forjamento e selecionar parâmetros adequados para o processo de forjamento.
Processo de forjamento de grandes peças forjadas
Grandes peças forjadas são forjadas não apenas para atingir a forma e o tamanho das peças necessárias, mas também para quebrar a estrutura de fundição, refinar as partículas, obter uma estrutura uniforme, forjar furos de encolhimento, furos, folgas e outros defeitos e o interno Para melhorar o qualidade das peças forjadas. Quanto maior o lingote, mais graves são os defeitos no lingote e mais difícil é forjá-los, o que por sua vez complica o processo de forjamento. Na forjaria, a laminação e o estiramento são processos fundamentais e indispensáveis. O forjamento de pneus também é mais comumente usado para forjamentos de formatos especiais.
1. Processo perturbador
Ao produzir grandes peças forjadas, o processo de recalque, também conhecido como formação de cabeça rolante, desempenha um papel crítico na qualidade geral do produto final. Usar os parâmetros de processo corretos para o processo de recalque garante uma taxa de forjamento mais alta para tarugos e a distribuição correta de carbonetos na liga de aço. Além disso, melhora as propriedades mecânicas horizontais e reduz a anisotropia em peças forjadas de grande porte.
Seção 1: Desafios em bolos grandes e forjados de pratos largos
Com turfa grande e placas largas forjadas, ocorre deformação significativa da cabeça durante o processo de recalque. Um grande problema nesta área é a alta taxa de detecção de falhas ultrassônicas devido a trincas horizontais e defeitos na camada interna. Infelizmente, as atuais teorias de processos não conseguem explicar adequadamente estes problemas. Desde a década de 1990, os cientistas chineses pesquisaram extensivamente a teoria da cabeça e analisaram em profundidade as zonas de deformação principal e passiva.
Seção 2: Avanços teóricos no processo de compressão
Esses esforços de pesquisa levaram ao desenvolvimento da teoria da tensão de tração baseada no modelo mecânico rígido-plástico e da teoria da tensão de cisalhamento baseada no modelo de tensão hidrostática. Além disso, foram realizados numerosos experimentos qualitativos de simulação física, que forneceram informações valiosas sobre o estado de tensão interna das peças. Ferramentas analíticas como a linha de deslizamento generalizada e métodos de chunking mecânico foram usadas para validar as teorias.
Seção 3: Melhorias na distribuição de tensões internas e laminação de chapas cônicas
Os resultados da pesquisa elucidaram as leis de distribuição que determinam a tensão interna dos cilindros planos comuns. Isso abriu caminho para a introdução de um novo processo: a laminação cônica de chapas metálicas. O desenvolvimento de um modelo de máquina de plástico rígido melhorou significativamente o processo de estampagem, resultando em menos defeitos e maior qualidade de peças forjadas de grande porte.
Seção 4: Fatores a serem considerados ao selecionar parâmetros para o processo perturbador
Ao selecionar os parâmetros apropriados para o processo de estampagem, vários fatores devem ser levados em consideração para alcançar resultados ideais. Esses fatores incluem as propriedades do material do tarugo, a proporção de forjamento desejada e as dimensões gerais do forjamento acabado. Além disso, a temperatura, a taxa de deformação e as condições de atrito devem ser cuidadosamente controladas para evitar a formação de defeitos internos.
Seção 5: Implementar técnicas avançadas para melhorar o processo de estampagem
Ao produzir grandes peças forjadas, várias técnicas modernas podem ser usadas para melhorar ainda mais o processo de recalque. Esses métodos incluem simulações auxiliadas por computador para prever e otimizar parâmetros de processo, design avançado de ferramentas para melhorar o controle de deformação e tecnologias de monitoramento para avaliar a distribuição de tensão interna em tempo real.
Seção 6: O futuro da produção de forjamento em larga escala e o processo de perturbação
À medida que a demanda por peças forjadas de grande porte continua a aumentar, é importante ficar atualizado sobre os últimos desenvolvimentos no processo de estampagem. Os avanços na ciência dos materiais, na simulação computacional e na tecnologia de fabricação permitem um controle ainda mais preciso do processo, resultando em peças forjadas de maior qualidade e mais confiáveis.
2. O processo de desenho
O processo de trefilação é um aspecto essencial da produção de peças forjadas de grandes eixos e influencia significativamente a qualidade do produto final. O processo de trefilação garante forjamentos homogêneos e densos, reduzindo a seção transversal do tarugo, aumentando seu comprimento e refinando a estrutura do tarugo. Este artigo examina as diversas técnicas avançadas de desenho atualmente disponíveis, incluindo WHF, KD, FM, JTS, FML, TER, SUF e novos processos de forjamento FM. Ele fornece uma visão geral detalhada de seus princípios e aplicações exclusivos.
Seção 1: WHF (Warm-Hot Forging) – Uma técnica revolucionária
O forjamento a quente (WHF) é uma técnica de trefilação que combina as vantagens do forjamento a quente e a quente e reduz os efeitos negativos da oxidação e descarbonetação. Ao controlar a temperatura de forjamento e a taxa de deformação, o WHF permite uma estrutura de grão mais fina, melhorando assim as propriedades mecânicas gerais do material forjado.
Seção 2: KD (Kocks-Draw) – Melhorando a Integridade Estrutural
O processo Kocks-Draw (KD) é uma técnica avançada de desenho que utiliza rolos canelados para moldar e refinar o tarugo. Este processo melhora significativamente a integridade estrutural do material, redistribuindo as tensões internas e reduzindo os defeitos superficiais. Como resultado, os produtos forjados KD apresentam resistência, ductilidade e resistência à fadiga superiores.
Seção 3: FM (Manipulação de Fluxo) – Controle o fluxo de material para obter resultados ideais
A Manipulação de Fluxo (FM) é uma técnica inovadora de forjamento que utiliza designs de matrizes personalizados para direcionar o fluxo de material durante o processo de trefilação. Este método permite maior controle sobre o fluxo dos grãos e o desenvolvimento da microestrutura, resultando em melhores propriedades mecânicas e uma distribuição mais homogênea do material.
Seção 4: JTS (Joint Tapered Shear) – combinando eficiência e precisão
Joint Tapered Shear (JTS) é uma técnica de desenho na qual dois ou mais rolos cônicos são combinados para criar um efeito de cisalhamento que permite o controle preciso do fluxo de material. Este método promove uma estrutura de grão uniforme e reduz a probabilidade de defeitos, tornando-o uma opção eficiente e precisa para forjamentos de grandes eixos.
Seção 5: FML (Comprimento do Mandril de Forjamento) – Simplificando o Processo de Estiramento
Forging Mandrel Length (FML) é um método que utiliza um mandril para apoiar e moldar o bloco durante o processo de trefilação. Essa técnica permite um processo mais ágil, melhora a precisão dimensional, reduz o desperdício de material e aumenta a eficiência da produção.
Seção 6: TER (Rolamento de extremidade cônica) – Melhorando a qualidade da superfície
Tapered End Rolling (TER) é uma técnica de desenho avançada que se concentra em melhorar a qualidade da superfície de produtos forjados. O TER minimiza defeitos superficiais e fornece uma estrutura de grão mais uniforme usando rolos cônicos para moldar o tarugo, resultando em maior resistência e resistência à fadiga.
Seção 7: SUF (Surface Upsetting Forging) – Otimização das propriedades da superfície
Surface Upsetting Forging (SUF) é um processo de trefilação no qual a deformação é aplicada ao Material metálicoAs camadas superficiais são tratadas com um agente de limpeza especial, resultando em propriedades superficiais otimizadas e melhor desempenho geral. Esta técnica é particularmente eficaz quando se deseja melhorar a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga.
Seção 8: Novos métodos de forjamento FM – Explorando técnicas de ponta
Novos processos de forjamento FM estão sendo constantemente desenvolvidos, ultrapassando os limites das técnicas tradicionais de desenho. Ao integrar tecnologias inovadoras, como materiais avançados e design auxiliado por computador, esses processos de ponta oferecem novas oportunidades para melhorar o desempenho e a eficiência na produção de peças forjadas de grandes eixos.
O forjamento de pneus é um processo inovador no qual um bloco é pré-forjado ou forjado livremente para obter a forma e as dimensões desejadas para a produção de pneus. O forjamento final é realizado em equipamentos de forjamento livre utilizando matrizes de pneus. Este processo não requer que a matriz esteja permanentemente fixada na máquina de forjamento, podendo simplesmente ser colocada na bigorna inferior do equipamento quando necessário. Isto elimina a necessidade de instalação e reduz significativamente o tempo de teste da matriz, tornando o processo mais versátil e adaptável.
Como a deformação do metal ocorre inteiramente na câmara da matriz, a matriz do pneu determina principalmente a forma e o tamanho do forjamento. Isso permite a produção de formas complexas com precisão dimensional precisa, minimizando os processos de aquecimento e deformação. Isto melhora a utilização do material metálico, reduz o tempo de processamento e aumenta significativamente a produtividade do trabalho.
Em termos de qualidade de forjamento, o papel da matriz na limitação da deformação do metal resulta em uma estrutura de forjamento mais densa e na melhoria da qualidade geral. Este processo também resulta em excelente qualidade de superfície, tolerâncias mínimas de usinagem e maior utilização de material. Além disso, o forjamento de pneus permite alta eficiência de produção, a produção de peças forjadas complexas e a produção de peças forjadas grandes com equipamentos menores por meio de moldagem localizada.
Devido a essas inúmeras vantagens, o forjamento de moldes de pneus ganhou grande interesse e reconhecimento entre diversos fabricantes.
