Proces de forjare cu matriță deschisăeste una dintre cele mai vechi și mai fiabile metode de modelare a metalelor din producția modernă - și rămâne indispensabilă în industriile în care componentele mari, de-înaltă integritate nu sunt-negociabile. Spre deosebire deforjare cu matriță închisă, care limitează metalul într-o cavitate fixă, forjarea cu matriță deschisă modelează metalul între matrițe plate sau simple conturate, permițând piesei de prelucrat să curgă liber. Pentru inginerii și profesioniștii în achiziții care evaluează partenerii de producție, înțelegerea atât a procesului tehnic, cât și a criteriilor de selectare a OEM-ului potrivit poate însemna diferența între o componentă care funcționează fiabil timp de decenii și una care nu este sub presiune.
Ce este procesul de forjare a matrițelor deschise?
Definirea procesului și a rolului său industrial
O bucată fierbinte de metal este presată și modelată în procesul de forjare cu matriță deschisă, care utilizează matrițe care nu înconjoară metalul. Fierarul sau operatorul de presă mișcă încet și întoarce piesa de lucru, formând-o cu lovituri repetate de ciocan sau cu mișcări de presare. Această metodă funcționează bine în special pentru realizarea de arbori mari, cilindri, inele și forme unice care ar fi greu de realizat în alt mod sau ar costa prea mult. Procesul de forjare cu matriță deschisă este utilizat foarte mult în industrii precum petrolul și gazele, producția de energie, avioanele și fabricarea de instrumente mari pentru piesele care trebuie să mențină o greutate mare.
Cum diferă de matrița închisă și alte metode
Capacitatea de a îndoi este ceea ce face ca forjarea cu matriță deschisă să fie diferită de forjarea cu matriță închisă. Forjarea cu matriță deschisă este o modalitate-eficientă din punct de vedere al costurilor de a face piese de dimensiuni mici și mijlocii- și piese care sunt prea mari pentru matriță. Acest lucru se datorează faptului că nu există găuri specifice pentru matriță de tăiat și păstrat. Schimbul-constă în faptul că sunt necesare lucrători instruiți și control precis al presei pentru a obține toleranțe strânse la dimensiuni. Dar procesul de forjare cu matriță deschisă este cel mai bun atunci când nevoia de integritate a componentelor este mai mare decât nevoia de precizie a formei aproape-nete-, deoarece are calități mecanice mai bune, o structură de cereale mai lustruită și fără cavități interne.
Etape și tehnici critice în forjarea matrițelor deschise
Încălzire și Pregătire Billet
Fiecare proces de forjare cu matriță deschisă-de succes începe cu încălzire controlată. Billetele sunt încălzite la intervalul corespunzător de temperatură de forjare -, variind în funcție de aliaj, de la aproximativ 850 de grade pentru anumite oțeluri inoxidabile la mai mult de 1.200 de grade pentru carbon și oțeluri slab-aliate - utilizând cuptoare cu gaz-sau electrice concepute pentru a menține uniformitatea exactă a temperaturii. Încălzirea neuniformă poate duce la un flux inconsecvent de material și poate crea concentrații interne de tensiuni care pot compromite integritatea componentei finite. Factori cum ar fi timpul de înmuiere, atmosfera cuptorului și secțiunea transversală-tuglelor joacă un rol esențial în asigurarea faptului că materialul atinge o temperatură țintă uniformă înainte de începerea forjarii.
Modelare și reducere incrementală
Modul în care îndoirea are loc în etape este ceea ce face ca metoda de forjare cu matriță deschisă să fie unică. În loc să facă întreaga piesă dintr-o singură cursă, utilizatorul sau o presă automată de forjare CNC folosește forța în pași controlați, rotind și mișcând țagla între lovituri pentru a se asigura că secțiunea transversală-piesei de prelucrat este redusă uniform. Această metodă îmbunătățește structura granulelor în întreaga piesă, nu doar la suprafață. Aceasta face o piesă ale cărei proprietăți mecanice sunt aceleași de la miez la piele. Pentru a obține granularitatea dorită fără a suprasolicita materialul, rapoartele de reducere sunt gestionate cu grijă.
Selectarea materialului și impactul acesteia asupra calității forjării
Oțeluri carbon și slab aliate
Cele mai multeforjate comercialesunt fabricate din oțeluri carbon și cu oțel{0}scăzut aliat, care sunt calitățile de lucru ale procesului de forjare cu matriță deschisă. Este ușor să lucrați cu ele deoarece comportamentul lor de curgere este bine cunoscut, pot fi forjați la o gamă largă de temperaturi, iar răspunsul lor la tratamentul termic este previzibil. Pentru arbori, unelte și piese structurale grele, sunt adesea necesare clase precum AISI 4140, 4340 și 1045. Procesul de forjare cu matriță deschisă este o modalitate bună de a combina aceste materiale, făcând piese forjate cu rezistențe la tracțiune și calități la uzură care nu pot fi egalate de opțiunile care sunt fabricate sau turnate.
Oțeluri inoxidabile și aliaje de{0}}înaltă performanță
Când sunt necesare rezistență la coroziune, performanțe la temperaturi ridicate sau ambele, selecția materialului pentru procesul de forjare cu matriță deschisă se trece la oțel inoxidabil, superaliaje pe bază de nichel-sau titan. Aceste materiale necesită un control mai strict al temperaturii și o manipulare mai atentă datorită ferestrelor de lucru mai înguste-la fierbinte și a unei sensibilități mai mari la oxidarea suprafeței. Cu toate acestea, procesul de forjare cu matriță deschisă rămâne calea cea mai practică pentru producerea de componente mari în aceste clase -, cum ar fi capete pentru recipiente sub presiune din inox duplex sauProces de forjare cu matriță deschisăarborii turbinelor din Inconel - unde alternativa ar implica matrițe închise prohibitiv de scumpe sau mai multe subansambluri sudate.
Factori de luat în considerare atunci când alegeți un OEM pentru forjare cu matriță deschisă
Capacitate tehnică și gama de echipamente
Cel mai fundamental criteriu atunci când alegeți un OEM pentru procesul de forjare cu matriță deschisă este dacă echipamentul producătorului poate face față dimensiunii, materialului și complexității necesare piesei de prelucrat. Capacitatea presei, dimensiunea cuptorului și disponibilitatea manipulatoarelor și a meselor rotative determină ceea ce poate produce în mod realist un atelier de forjare. Un OEM cu prese de forjare moderne controlate CNC-și integrateProces de forjare cu matriță deschisăCuptoarele de tratare termică oferă o repetabilitate și o trasabilitate mult mai mari decât cele care se bazează pe echipamente mai vechi-acționate manual. Solicitați întotdeauna capacitatea demonstrată în aliajul dumneavoastră specific și gama de dimensiuni înainte de a vă angaja.
Sisteme de calitate și certificare
Dacă produsul este critic-de siguranță, OEM-ul pe care îl alegeți pentru forjarea cu matriță deschisă trebuie să utilizeze un-sistem de control al calității binecunoscut. Cerința minimă este certificarea ISO 9001:2015. În funcție de afacerea dvs., este posibil să aveți nevoie și de certificări specifice-industriei, cum ar fi API, AS9100 pentru avioane sau PED siguranța pentru unelte sub presiune. Un OEM de încredere va păstra urmărirea completă a materialelor, înregistrările scrise ale procesului și capacitatea unei terțe părți de a-și verifica munca. În acest fel, fiecare forjare care este dată poate fi comparată cu blocul său original și istoricul procesului.
Concluzie
Când vine vorba derealizarea de piese metalice mari și rezistente pentru utilizări industriale dificile, forjarea cu matriță deschisă este încă una dintre cele mai bune metode. Fiecare pas al procesului, de la alegerea materialelor până la inspectarea produsului finit, are un efect asupra cât de bine funcționează în cele din urmă. Este la fel de important să alegeți OEM potrivit ca și metalul potrivit. Un OEM ar trebui să aibă sisteme de calitate puternice, abilități tehnice dovedite și asistență expertă reală.China Welongeste în activitate din 2001 și este aprobată ISO 9001:2015. De mai bine de 20 de ani s-au vândutpiese forjate{0}}de preciziepentru cumpărători din Marea Britanie, SUA, Germania, Australia și alte locuri.
FAQ
Î1: Ce materiale sunt utilizate cel mai frecvent în procesul de forjare cu matriță deschisă?
R: Oțelurile carbon (cum ar fi AISI 4140 și 4340), oțelurile slab-aliate, oțelurile inoxidabile, superaliaje pe bază de nichel-și titanul sunt toate procesate în mod obișnuit folosind procesul de forjare cu matriță deschisă. Alegerea materialului depinde de cerințele mecanice, termice și de coroziune ale aplicației.
Î2: Cum îmbunătățește procesul de forjare cu matriță deschisă proprietățile mecanice în comparație cu turnarea?
R: Procesul de forjare cu matriță deschisă rafinează structura granulară a metalului și produce un flux continuu de cereale aliniat cu geometria componentei, eliminând porozitatea și structura granulelor grosiere comune în piese turnate. Acest lucru are ca rezultat o rezistență la tracțiune, rezistență la oboseală și rezistență la impact semnificativ mai bune.
Q3: Ce dimensiuni de componente pot fi produse prin forjare cu matriță deschisă?
R: Procesul de forjare cu matriță deschisă este scalabil de la țagle mici care cântăresc câteva kilograme până la componente foarte mari care depășesc câteva sute de tone. Este metoda principală pentru producerea de arbori mari, carcase de vase sub presiune, inele laminate și alte piese industriale supradimensionate.
Î4: Ce certificări ar trebui să caut într-un OEM de forjare cu matriță deschisă?
R: Cel puțin, căutați certificarea ISO 9001:2015. În funcție de industria dvs., este posibil să aveți nevoie de certificare API pentru componente de petrol și gaze, AS9100 pentru industria aerospațială sau conformitate PED pentru echipamentele sub presiune. Trasabilitatea completă a materialelor și capacitatea de inspecție-terților sunt, de asemenea, esențiale.
Colaborați cu un OEM în care puteți avea încredere - Solicitați o ofertă de la Welong Toda
Dacă achiziționați componente forjate de-format mare sau de specialitate și aveți nevoie de un partener care combină profunzimea tehnică cu execuția fiabilă a lanțului de aprovizionare,Welongeste gata să ajute. Din 2001, livram personalizatProces de forjare cu matriță deschisăcomponente metalice pentru peste 100 de clienți din Regatul Unit, Germania, Franța, SUA, Canada, Australia și nu numai -, acoperind forarea petrolului, industria aerospațială, industria grea și producția avansată. Trimite-ne desenele sau mostrele tale și lasă-ne echipa noastră de ingineri să se apuce de treabă.metal@welongpost.com
Referințe
1. Altan, T., Oh, SI și Gegel, HL (1983). Formarea metalelor: Fundamente și aplicații. Societatea Americană pentru Metale.
2. Groover, MP (2020). Fundamentele producției moderne: materiale, procese și sisteme (ed. a 6-a). Wiley.
3. ASM International. (2005). Manualul ASM Volumul 14A: Prelucrarea metalelor - Formare în vrac. ASM International.
4. Dieter, GE (1986). Metalurgie mecanică (ed. a III-a). McGraw-Hill.
5. Lange, K. (Ed.). (1985). Manual de formare a metalelor. McGraw-Hill.
6. ASTM International. (2020). ASTM A668/A668M: Specificație standard pentru oțel forjat, carbon și aliaj, pentru uz industrial general. ASTM International.
