Forja és el nom col·lectiu de forja i estampació. És un mètode de processament de conformació que utilitza el martell, l'enclusa i el punxó d'una màquina de forja o un motlle per exercir pressió sobre la peça en brut per provocar una deformació plàstica per obtenir peces de la forma i mida requerides.
Què és la forja?
Durant el procés de forja, tota la peça en brut experimenta una deformació plàstica significativa i una quantitat relativament gran de flux plàstic. En el procés d'estampació, la peça en brut es forma principalment canviant la posició espacial de cada àrea de la peça, i no hi ha flux plàstic a una gran distància dins d'ella. La forja s'utilitza principalment per processar peces metàl·liques. També es pot utilitzar per processar certs no metalls, com ara plàstics d'enginyeria, cautxú, peces en brut ceràmiques, maons i la conformació de materials compostos.
El laminatge, l'estirament, etc. en les indústries de forja i metal·lúrgica són tots processaments de plàstic o a pressió. Tanmateix, la forja s'utilitza principalment per produir peces metàl·liques, mentre que el laminatge i l'estirament s'utilitzen principalment per produir materials metàl·lics d'ús general com ara plaques, tires, canonades, perfils i cables.
Classificació de la forja
El forjat es classifica principalment segons el mètode de conformació i la temperatura de deformació. Segons el mètode de conformació, el forjat es pot dividir en dues categories: forjat i estampació. Segons la temperatura de deformació, el forjat es pot dividir en forjat en calent, forjat en fred, forjat en calent i forjat isotèrmic, etc.
1. Forja en calent
El forjat en calent és un forjat que es realitza per sobre de la temperatura de recristal·lització del metall. Augmentar la temperatura pot millorar la plasticitat del metall, cosa que és beneficiosa per millorar la qualitat intrínseca de la peça i fer que sigui menys probable que s'esquerdi. Les altes temperatures també poden reduir la resistència a la deformació del metall i reduir el tonatge necessari.maquinària de forjaTanmateix, hi ha molts processos de forja en calent, la precisió de la peça és deficient i la superfície no és llisa. I les peces forjades són propenses a l'oxidació, la descarburació i els danys per cremades. Quan la peça és gran i gruixuda, el material té una alta resistència i una baixa plasticitat (com ara la flexió de plaques extra gruixudes, el dibuix de barres d'acer amb alt contingut en carboni, etc.), i s'utilitza la forja en calent.
Les temperatures de forja en calent generalment utilitzades són: acer al carboni 800~1250℃; acer estructural d'aliatge 850~1150℃; acer d'alta velocitat 900~1100℃; aliatge d'alumini d'ús comú 380~500℃; aliatge 850~1000℃; llautó 700~900℃.
2. Forja en fred
La forja en fred és la forja realitzada per sota de la temperatura de recristal·lització del metall. En general, la forja en fred es refereix a la forja a temperatura ambient.
Les peces formades per forja en fred a temperatura ambient tenen una alta precisió de forma i dimensional, superfícies llises, pocs passos de processament i són convenients per a la producció automatitzada. Moltes peces forjades en fred i estampades en fred es poden utilitzar directament com a peces o productes sense necessitat de mecanitzat. Tanmateix, durant la forja en fred, a causa de la baixa plasticitat del metall, és fàcil que es produeixin esquerdes durant la deformació i la resistència a la deformació és gran, cosa que requereix maquinària de forja de gran tonatge.
3. Forja en calent
El forjat a una temperatura superior a la temperatura normal però sense superar la temperatura de recristal·lització s'anomena forjat en calent. El metall es preescalfa i la temperatura d'escalfament és molt més baixa que la del forjat en calent. El forjat en calent té una precisió més alta, una superfície més llisa i una baixa resistència a la deformació.
4. Forja isotèrmica
La forja isotèrmica manté la temperatura de la peça en brut constant durant tot el procés de conformació. La forja isotèrmica consisteix a aprofitar al màxim l'alta plasticitat de certs metalls a la mateixa temperatura o a obtenir estructures i propietats específiques. La forja isotèrmica requereix mantenir el motlle i el material en mal estat a una temperatura constant, cosa que requereix costos elevats i només s'utilitza per a processos de forja especials, com ara la conformació superplàstica.
Característiques de la forja
El forjat pot canviar l'estructura metàl·lica i millorar les propietats del metall. Després que el lingot es forgi en calent, la fluïdesa original, els porus, les microesquerdes, etc. en estat de fosa es compacten o solden. Les dendrites originals es trenquen, fent que els grans siguin més fins. Al mateix temps, es canvia la segregació original de carbur i la distribució desigual. Uniformitza l'estructura per obtenir forjats densos, uniformes, fins, amb un bon rendiment general i fiables en l'ús. Després que el forjat es deformi mitjançant el forjat en calent, el metall té una estructura fibrosa. Després de la deformació del forjat en fred, el cristall metàl·lic esdevé ordenat.
La forja consisteix a fer que el metall flueixi plàsticament per formar una peça de treball amb la forma desitjada. El volum de metall no canvia després que es produeixi el flux plàstic a causa d'una força externa, i el metall sempre flueix cap a la peça amb menys resistència. En la producció, la forma de la peça de treball sovint es controla segons aquestes lleis per aconseguir deformacions com ara engruiximent, allargament, expansió, flexió i embotició profunda.
La mida de la peça forjada és precisa i afavoreix l'organització de la producció en massa. Les dimensions de la conformació de motlles en aplicacions com la forja, l'extrusió i l'estampació són precises i estables. La maquinària de forja d'alta eficiència i les línies de producció de forja automàtiques es poden utilitzar per organitzar una producció en massa o massiva especialitzada.
La maquinària de forja més utilitzada inclou martells de forja,premses hidràuliques, i premses mecàniques. El martell de forja té una gran velocitat d'impacte, cosa que és beneficiosa per al flux plàstic del metall, però produirà vibracions. La premsa hidràulica utilitza forja estàtica, cosa que és beneficiosa per forjar a través del metall i millorar l'estructura. El treball és estable, però la productivitat és baixa. La premsa mecànica té una carrera fixa i és fàcil d'implementar mecanització i automatització.
Tendència de desenvolupament de la tecnologia de forja
1) Millorar la qualitat intrínseca de les peces forjades, principalment per millorar les seves propietats mecàniques (resistència, plasticitat, tenacitat, resistència a la fatiga) i la fiabilitat.
Això requereix una millor aplicació de la teoria de la deformació plàstica dels metalls. Aplicar materials amb una qualitat inherentment millor, com ara l'acer tractat al buit i l'acer fos al buit. Realitzar correctament l'escalfament previ al forjat i el tractament tèrmic del forjat. Proves no destructives més rigoroses i extenses de les peces forjades.
2) Desenvolupar encara més la tecnologia de forja de precisió i estampació de precisió. El processament sense tall és la mesura i la direcció més important per a la indústria de la maquinària per millorar la utilització del material, millorar la productivitat laboral i reduir el consum d'energia. El desenvolupament de l'escalfament no oxidatiu de les peces de forja, així com materials de motlle i mètodes de tractament de superfícies d'alta duresa, resistència al desgast i llarga vida útil, afavoriran l'aplicació ampliada de la forja de precisió i l'estampació de precisió.
3) Desenvolupar equips de forja i línies de producció de forja amb una productivitat i automatització més elevades. Sota una producció especialitzada, la productivitat laboral millora considerablement i els costos de forja es redueixen.
4) Desenvolupar sistemes flexibles de forja (aplicant tecnologia de grup, canvi ràpid de matrius, etc.). Això permet la producció de forja multivarietat i en lots petits utilitzant equips de forja o línies de producció d'alta eficiència i altament automatitzades. Fer que la seva productivitat i economia s'acostin al nivell de la producció en massa.
5) Desenvolupar nous materials, com ara mètodes de processament de forja de materials de metal·lúrgia en pols (especialment pols metàl·lica de doble capa), metall líquid, plàstics reforçats amb fibra i altres materials compostos. Desenvolupar tecnologies com la conformació superplàstica, la conformació d'alta energia i la conformació interna d'alta pressió.
Data de publicació: 04-02-2024
