آهنگری دقیق

آهنگری یک روش شکل‌دهی فلز است که از ماشین‌های آهنگری برای اعمال فشار به شمش فلزی استفاده می‌کند و باعث تغییر شکل پلاستیک می‌شود.آهنگریبا خواص مکانیکی، اشکال و ابعاد خاص. آهنگری عیوب مانند تخلخل ریخته گری را که در طی فرآیند ذوب رخ می دهد از بین می برد، ریزساختار را بهینه می کند و خطوط جریان فلزی دست نخورده را حفظ می کند. فورجینگ ها عموماً دارای خواص مکانیکی بالاتری در مقایسه با ریخته گری های یک ماده هستند.

 

بر اساس دمای قطعه کار در حین آهنگری، آهنگری را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد: آهنگری گرم (بالاتر از دمای تبلور مجدد)، آهنگری گرم (از دمای تبلور مجدد تا 30٪ دمای تبلور مجدد) و آهنگری سرد (زیر 30٪ دمای تبلور مجدد، معمولاً در دمای اتاق).

 

 

متداول ترین ماده مورد استفاده در آهنگری فولاد آلیاژی است. دمای تبلور مجدد اولیه فولاد تقریباً 727 درجه است، اما معمولاً 800 درجه به عنوان خط تقسیم استفاده می شود. آهنگری بالای 800 درجه آهنگری گرم است. آهنگری بین 300 تا 800 درجه را فورج گرم یا نیمه{7}} آهنگری گرم می نامند. و آهنگری در دمای اتاق را آهنگری سرد می گویند. آهنگری های مورد استفاده در بیشتر صنایع، آهنگری گرم هستند. آهنگری گرم و آهنگری سرد عمدتاً برای آهنگری قطعات در اتومبیل و ماشین آلات عمومی استفاده می شود. آهنگری گرم و آهنگری سرد می تواند به طور موثر در مواد صرفه جویی کند.

 

آهنگری رایگان
آهنگری آزاد به روشی اطلاق می‌شود که از ابزارهای ساده و همه منظوره استفاده می‌کند یا مستقیماً نیروی خارجی را بین سندان بالایی و پایینی تجهیزات آهنگری به بیلت اعمال می‌کند و باعث تغییر شکل بیلت و به دست آوردن شکل هندسی و کیفیت داخلی مطلوب می‌شود. آهنگری که با روش آهنگری آزاد تولید می شود، آهنگری آزاد نامیده می شود. آهنگری آزاد عمدتاً برای تولید آهنگری در دسته های کوچک استفاده می شود. تجهیزات آهنگری مانند چکش آهنگری و پرس های هیدرولیک برای شکل دادن به بیلت و به دست آوردن آهنگری های واجد شرایط استفاده می شود. فرآیندهای اساسی آهنگری آزاد شامل برهم زدن، کشیدن، مشت زدن، برش، خم شدن، پیچاندن، جابجایی و اتصال آهنگری است. آهنگری آزاد همیشه از روش های آهنگری گرم استفاده می کند.

 

فورجینگ
فورج قالب به دو دسته آهنگری قالب باز و فورج قالب بسته تقسیم می شود. شمش فلزی تحت فشار در داخل یک حفره قالب آهنگری با شکل خاصی تغییر شکل می‌دهد تا آهنگری به دست آید. فورج قالب معمولاً برای تولید قطعاتی که سنگین نیستند اما در دسته های بزرگ تولید می شوند استفاده می شود. فورج قالب را می توان به فورج قالب گرم، فورج گرم و آهنگری سرد تقسیم کرد. فورج قالب بسته به دلیل عدم وجود فلاش، میزان استفاده از مواد بالاتری دارد. آهنگری های پیچیده را می توان در یک یا چند فرآیند تکمیل کرد. علاوه بر این، آهنگری قالب بسته آهنگری با سطح تنش کوچکتر تولید می کند که به بار کمتری نیاز دارد. توجه به این نکته مهم است که آهنگری قالب بسته نیاز به کنترل دقیق حجم بیلت، موقعیت نسبی قالب های آهنگری و اندازه گیری آهنگری برای به حداقل رساندن سایش قالب دارد.

 

مواد فلزی مناسب برای آهنگری

مواد اصلی مورد استفاده برای آهنگری فولاد کربن و فولاد آلیاژی با ترکیبات مختلف و به دنبال آن آلومینیوم، منیزیم، مس، تیتانیوم و آلیاژهای آنها می باشد. حالت اولیه مواد شامل میله، شمش، پودر فلز و فلز مایع است. نسبت سطح مقطع فلز قبل از تغییر شکل به سطح مقطع بعد از تغییر شکل نسبت آهنگری نامیده می شود. انتخاب صحیح نسبت آهنگری، دمای مناسب گرمایش و زمان نگهداری، دمای مناسب اولیه و نهایی آهنگری و مقدار تغییر شکل و سرعت مناسب برای بهبود کیفیت محصول و کاهش هزینه ها بسیار مهم است. علاوه بر مواد فلزی فوق الذکر، سوپرآلیاژهای بر پایه آهن فرفورژه، نیکل{7} و کبالت{8}} نیز آهنگری یا نورد می شوند. با این حال، به دلیل محدوده پلاستیکی نسبتاً باریک آنها، آهنگری این آلیاژها دشوارتر است و الزامات سختی بر روی دمای گرمایش، دمای آهنگری اولیه و دمای آهنگری نهایی برای مواد مختلف اعمال می شود.

 

 

جریان فرآیند آهنگری
روش های آهنگری مختلف فرآیندهای متفاوتی دارند که آهنگری قالب داغ طولانی ترین جریان را دارد. توالی کلی عبارت است از: بیلت بلنکینگ، گرم کردن شمش، آماده سازی فورج رول، آهنگری قالب، پیرایش، تمیز کردن، پانچ کردن، صاف کردن و غیره.

 

بازرسی آهنگری
بازرسی آهنگری شامل-بازرسی فرآیند، بازرسی ابعادی، تشخیص عیب سطحی، و ترکیب شیمیایی، تنش پسماند، خواص مکانیکی، و آنالیز متالوگرافیک است. در صورت لزوم، آزمایش غیر مخرب (NDT) نیز ممکن است انجام شود.عملیات حرارتیآهنگری برای از بین بردن تنش آهنگری و بهبود ماشینکاری فلز استفاده می شود.

 

ویژگی های فورجینگ
1. در مقایسه باریخته گری، آهنگری ریزساختار و خواص مکانیکی فلزات را بهبود می بخشد. پس از تغییر شکل کار گرم از طریق آهنگری، دندریت‌های درشت اصلی و دانه‌های ستونی در فلز ریخته‌گری شده به دلیل تغییر شکل و تبلور مجدد به دانه‌های ریزتر و یکنواخت‌تر تبدیل می‌شوند. این ناهماهنگی‌هایی مانند جداسازی، تخلخل، منافذ و آخال‌های درون شمش را فشرده و جوش می‌دهد، که منجر به ایجاد ریزساختار متراکم‌تر و بهبود انعطاف‌پذیری و خواص مکانیکی می‌شود.

2. خواص مکانیکی قطعات ریخته گری کمتر از آهنگری های ساخته شده از همان مواد است. علاوه بر این، آهنگری تداوم ساختار الیافی فلز را تضمین می کند، سازگاری بین ساختار الیافی و شکل آهنگری را حفظ می کند و در نتیجه خطوط جریان فلزی کامل و تضمین خواص مکانیکی خوب و عمر طولانی تر است. آهنگری های تولید شده با استفاده از فرآیندهای آهنگری قالب دقیق، اکستروژن سرد و اکستروژن گرم با ریخته گری بی همتا هستند.

3. آهنگری اجسامی هستند که فلز در آنها تحت فشار قرار می گیرد و به صورت پلاستیک تغییر شکل می دهد تا به شکل مطلوب یا نیروی فشاری مناسب دست یابد. این نیرو با استفاده از چکش یا فشار به دست می آید. فرآیند آهنگری یک ساختار دانه ای تصفیه شده ایجاد می کند و خواص فیزیکی فلز را بهبود می بخشد. در کاربردهای عملی قطعات، طراحی مناسب تضمین می‌کند که جریان ذرات با جهت فشار اصلی همسو می‌شود. در مقابل، ریخته گری قطعات فلزی هستند که با استفاده از روش های مختلف ریخته گری شکل می گیرند. این شامل ریختن فلز مذاب در قالب-از قبل آماده شده با استفاده از روش هایی مانند ریختن، تزریق، مکش یا سایر روش های ریخته گری است. پس از خنک شدن، فلز برای به دست آوردن یک شی با شکل، اندازه و عملکرد خاص، تحت برداشت شن، تمیز کردن، و{8}}پس پردازش قرار می گیرد.

4. آهنگری‌ها می‌توانند به شکل خالص- آهنگری دست یابند. فورجینگ ها نیاز به حداقل ماشین کاری یا بدون ماشین کاری دارند و مزایایی مانند شکل دقیق، دقت ابعادی بالا، دقت فرم و موقعیت بالا و زبری سطح بالا را ارائه می دهند.

 

کاربردهای فورجینگ
قطعات مهم در ماشین‌آلات مرتبط که بارهای زیادی را تحمل می‌کنند و تحت شرایط سخت کار می‌کنند اغلب آهنگری می‌شوند، به جز اشکال ساده‌تر که می‌توان از صفحات نورد، پروفیل‌ها، ریخته‌گری‌ها و قطعات جوش‌کاری شده ساخت. آهنگری یکی از روش های اصلی فرآوری برای تهیه بلنک برای قطعات مکانیکی استصنعت ماشین سازی. از طریق آهنگری نه تنها می توان شکل قطعات مکانیکی را به دست آورد، بلکه ساختار داخلی فلز را نیز می توان بهبود بخشید و خواص مکانیکی و فیزیکی آن را افزایش داد. برای اکثر قطعات مکانیکی مهم که تحت تنش زیاد هستند و نیازهای بالایی دارند، آهنگری رایج ترین روش ساخت است. به عنوان مثال، قطعات مهمی مانند محورهای توربین ژنراتور، روتورها، پروانه ها، تیغه ها، حلقه های نگهدارنده، ستون های پرس هیدرولیک بزرگ، سیلندرهای فشار قوی، رول های آسیاب نورد، میل لنگ موتور احتراق داخلی، میله های اتصال، چرخ دنده ها، یاتاقان ها برای صنایع دفاعی و توپخانه تولید می شوند.