Rèn là tên gọi chung của quá trình rèn và dập. Đó là một phương pháp gia công tạo hình sử dụng búa, đe và chày của máy rèn hoặc khuôn để tác động lên phôi, gây ra biến dạng dẻo nhằm thu được các chi tiết có hình dạng và kích thước yêu cầu.
Rèn là gì?
Trong quá trình rèn, toàn bộ phôi trải qua biến dạng dẻo đáng kể và có lượng biến dạng dẻo tương đối lớn. Trong quá trình dập, phôi chủ yếu được tạo hình bằng cách thay đổi vị trí không gian của từng khu vực chi tiết, và không có biến dạng dẻo trên một khoảng cách lớn bên trong phôi. Rèn chủ yếu được sử dụng để gia công các chi tiết kim loại. Nó cũng có thể được sử dụng để gia công một số vật liệu phi kim loại, chẳng hạn như nhựa kỹ thuật, cao su, phôi gốm, gạch và tạo hình vật liệu composite.
Trong ngành công nghiệp rèn và luyện kim, cán, kéo sợi, v.v. đều là các quá trình gia công bằng phương pháp tạo hình hoặc ép. Tuy nhiên, rèn chủ yếu được sử dụng để sản xuất các chi tiết kim loại, trong khi cán và kéo sợi chủ yếu được sử dụng để sản xuất các vật liệu kim loại thông dụng như tấm, dải, ống, thanh định hình và dây.
Phân loại vật liệu rèn
Gia công rèn chủ yếu được phân loại theo phương pháp tạo hình và nhiệt độ biến dạng. Theo phương pháp tạo hình, gia công rèn có thể được chia thành hai loại: rèn và dập. Theo nhiệt độ biến dạng, gia công rèn có thể được chia thành rèn nóng, rèn nguội, rèn ấm và rèn đẳng nhiệt, v.v.
1. Rèn nóng
Rèn nóng là quá trình rèn được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tái kết tinh của kim loại. Tăng nhiệt độ có thể cải thiện độ dẻo của kim loại, điều này có lợi cho việc nâng cao chất lượng nội tại của sản phẩm và làm giảm khả năng nứt vỡ. Nhiệt độ cao cũng có thể làm giảm sức kháng biến dạng của kim loại và giảm khối lượng vật liệu cần thiết.máy rènTuy nhiên, có nhiều quy trình rèn nóng, độ chính xác của phôi kém, bề mặt không nhẵn. Và các sản phẩm rèn dễ bị oxy hóa, khử cacbon và hư hỏng do cháy. Khi phôi lớn và dày, vật liệu có độ bền cao và độ dẻo thấp (như uốn cán các tấm cực dày, kéo thanh thép cacbon cao, v.v.), thì phương pháp rèn nóng được sử dụng.
Nhiệt độ rèn nóng thường dùng là: thép cacbon 800~1250℃; thép kết cấu hợp kim 850~1150℃; thép tốc độ cao 900~1100℃; hợp kim nhôm thông dụng 380~500℃; hợp kim 850~1000℃; đồng thau 700~900℃.
2. Rèn nguội
Rèn nguội là quá trình rèn được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tái kết tinh của kim loại. Nói chung, rèn nguội đề cập đến việc rèn ở nhiệt độ phòng.
Các chi tiết được tạo hình bằng phương pháp rèn nguội ở nhiệt độ phòng có độ chính xác cao về hình dạng và kích thước, bề mặt nhẵn, ít bước gia công và thuận tiện cho sản xuất tự động. Nhiều chi tiết được rèn nguội và dập nguội có thể được sử dụng trực tiếp làm chi tiết hoặc sản phẩm mà không cần gia công thêm. Tuy nhiên, trong quá trình rèn nguội, do độ dẻo thấp của kim loại, dễ xảy ra nứt vỡ trong quá trình biến dạng và lực cản biến dạng lớn, đòi hỏi máy rèn có tải trọng lớn.
3. Rèn nóng
Rèn ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bình thường nhưng không vượt quá nhiệt độ tái kết tinh được gọi là rèn ấm. Kim loại được nung nóng trước, và nhiệt độ nung thấp hơn nhiều so với rèn nóng. Rèn ấm có độ chính xác cao hơn, bề mặt mịn hơn và khả năng chống biến dạng thấp.
4. Rèn đẳng nhiệt
Rèn đẳng nhiệt giữ cho nhiệt độ phôi không đổi trong suốt quá trình tạo hình. Rèn đẳng nhiệt được sử dụng để tận dụng tối đa tính dẻo cao của một số kim loại ở cùng một nhiệt độ hoặc để đạt được các cấu trúc và đặc tính cụ thể. Rèn đẳng nhiệt đòi hỏi phải giữ khuôn và vật liệu cần rèn ở nhiệt độ không đổi, điều này đòi hỏi chi phí cao và chỉ được sử dụng cho các quy trình rèn đặc biệt, chẳng hạn như tạo hình siêu dẻo.
Đặc điểm của quá trình rèn
Quá trình rèn có thể thay đổi cấu trúc kim loại và cải thiện các tính chất của kim loại. Sau khi phôi được rèn nóng, các khuyết tật như độ lỏng lẻo, lỗ rỗng, vết nứt nhỏ, v.v. trong trạng thái đúc sẽ được nén chặt hoặc hàn lại. Các nhánh tinh thể ban đầu bị phá vỡ, làm cho các hạt mịn hơn. Đồng thời, sự phân bố không đồng đều và sự phân tách cacbua ban đầu cũng được thay đổi. Cấu trúc trở nên đồng nhất, thu được các sản phẩm rèn đặc, đồng nhất, mịn, có hiệu suất tổng thể tốt và đáng tin cậy khi sử dụng. Sau khi được biến dạng bằng rèn nóng, kim loại có cấu trúc dạng sợi. Sau khi biến dạng bằng rèn nguội, tinh thể kim loại trở nên có trật tự hơn.
Rèn là quá trình làm cho kim loại biến dạng dẻo để tạo thành phôi có hình dạng mong muốn. Thể tích của kim loại không thay đổi sau khi biến dạng dẻo xảy ra do lực tác dụng bên ngoài, và kim loại luôn chảy về phía phần có lực cản thấp nhất. Trong sản xuất, hình dạng của phôi thường được kiểm soát theo các quy luật này để đạt được các biến dạng như làm dày, kéo dài, giãn nở, uốn cong và dập sâu.
Kích thước của phôi rèn chính xác, thuận lợi cho việc tổ chức sản xuất hàng loạt. Kích thước của khuôn đúc trong các ứng dụng như rèn, ép đùn và dập chính xác và ổn định. Máy móc rèn hiệu suất cao và dây chuyền sản xuất rèn tự động có thể được sử dụng để tổ chức sản xuất hàng loạt chuyên biệt hoặc sản xuất hàng loạt.
Các loại máy móc rèn thường dùng bao gồm búa rèn,máy ép thủy lựcvà máy ép cơ khí. Búa rèn có tốc độ va đập lớn, có lợi cho sự biến dạng dẻo của kim loại, nhưng sẽ tạo ra rung động. Máy ép thủy lực sử dụng phương pháp rèn tĩnh, có lợi cho việc rèn xuyên suốt kim loại và cải thiện cấu trúc. Quá trình làm việc ổn định, nhưng năng suất thấp. Máy ép cơ khí có hành trình cố định và dễ dàng thực hiện cơ giới hóa và tự động hóa.
Xu hướng phát triển của công nghệ rèn
1) Nhằm nâng cao chất lượng vốn có của các chi tiết rèn, chủ yếu là cải thiện các tính chất cơ học (độ bền, độ dẻo, độ dai, độ bền mỏi) và độ tin cậy của chúng.
Điều này đòi hỏi việc ứng dụng tốt hơn lý thuyết biến dạng dẻo của kim loại. Sử dụng các vật liệu có chất lượng tốt hơn, chẳng hạn như thép xử lý chân không và thép nấu chảy chân không. Thực hiện đúng cách quá trình nung nóng trước khi rèn và xử lý nhiệt khi rèn. Kiểm tra không phá hủy các chi tiết rèn một cách nghiêm ngặt và toàn diện hơn.
2) Phát triển hơn nữa công nghệ rèn chính xác và dập chính xác. Gia công không cắt gọt là biện pháp và hướng đi quan trọng nhất đối với ngành công nghiệp chế tạo máy để nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu, cải thiện năng suất lao động và giảm tiêu thụ năng lượng. Việc phát triển phương pháp gia nhiệt không oxy hóa phôi rèn, cũng như các vật liệu khuôn có độ cứng cao, chống mài mòn, tuổi thọ cao và các phương pháp xử lý bề mặt, sẽ góp phần mở rộng ứng dụng của công nghệ rèn chính xác và dập chính xác.
3) Phát triển thiết bị rèn và dây chuyền sản xuất rèn có năng suất và tự động hóa cao hơn. Dưới hình thức sản xuất chuyên môn hóa, năng suất lao động được cải thiện đáng kể và chi phí rèn được giảm xuống.
4) Phát triển các hệ thống tạo hình rèn linh hoạt (áp dụng công nghệ nhóm, thay khuôn nhanh, v.v.). Điều này cho phép sản xuất rèn đa dạng chủng loại, theo lô nhỏ, tận dụng thiết bị hoặc dây chuyền sản xuất rèn hiệu quả cao và tự động hóa cao. Giúp năng suất và hiệu quả kinh tế gần bằng sản xuất hàng loạt.
5) Phát triển các vật liệu mới, chẳng hạn như phương pháp gia công rèn các vật liệu luyện kim bột (đặc biệt là bột kim loại hai lớp), kim loại lỏng, nhựa gia cường sợi và các vật liệu composite khác. Phát triển các công nghệ như tạo hình siêu dẻo, tạo hình năng lượng cao và tạo hình áp suất cao bên trong.
Thời gian đăng bài: 04/02/2024
