Forge a scienza pupulare

Forgiatura Si riferisce à l'usu di macchine di forgiatura per applicà pressione à billette metalliche per prumove a deformazione plastica, in modu da ottene certe proprietà meccaniche, forma è dimensione specifiche di forgiatura, hè unu di i dui cumpunenti principali di a forgiatura (cumprese a forgiatura è a stampatura). Attraversu a forgiatura, si ponu eliminà difetti cum'è a fusione di metalli è ottimizà a microstruttura. À u listessu tempu, postu chì a linea di corrente cumpleta di u metallu hè cunservata, e proprietà meccaniche di a forgiatura sò generalmente megliu cà a fusione di u listessu materiale. In e macchine pertinenti, per e parti impurtanti cù carica elevata è cundizioni di travagliu strette, eccettu per a forma relativamente simplice chì pò aduprà a piastra laminata, u prufilu o e parti di saldatura, a maiò parte di e forgiature seranu aduprate.

1. Temperatura di deformazione

A temperatura iniziale di ricristallizazione di l'acciaiu hè di circa 727 ℃, ma 800 ℃ hè generalmente aduprata cum'è linea di divisione, più di 800 ℃ hè forgiatura à caldu; trà 300 è 800 ℃ hè chjamata forgiatura à caldu o forgiatura semi-caldu, a forgiatura à temperatura ambiente hè chjamata forgiatura à fretu. I pezzi forgiati aduprati in a maiò parte di l'industrie sò a forgiatura à caldu, è a forgiatura à caldu è a forgiatura à fretu sò aduprate principalmente per a forgiatura di automobili, macchine generali è altre parti. A forgiatura à caldu è a forgiatura à fretu ponu risparmià efficacemente materiali.

2. Categoria di fucina

Cum'è mintuvatu sopra, secondu a temperatura di forgiatura, pò esse divisa in forgiatura à caldu, forgiatura à tiepida è forgiatura à fretu. Sicondu u mecanismu di furmazione, a forgiatura pò esse divisa in forgiatura libera, forgiatura à matrice, anellu di macinazione è forgiatura speciale.

1) Forgiatura libera

Si riferisce à u metudu di trasfurmazione chì consiste à aduprà strumenti universali simplici o à applicà direttamente una forza esterna à a billetta trà l'incudine superiore è inferiore di l'attrezzatura di forgiatura per deformà u pezzu grezzu è ottene a geometria è a qualità interna richieste di i pezzi forgiati. I pezzi forgiati prudutti da u metudu di forgiatura libera sò chjamati pezzi forgiati liberi. A forgiatura libera hè principalmente basata nantu à a pruduzzione di pezzi forgiati cù picculi lotti, aduprendu un martellu di forgiatura, una pressa idraulica è altri equipaghji di forgiatura per furmà è trasfurmà a billetta, è ottene pezzi forgiati qualificati. U prucessu basicu di a forgiatura libera include u ribaltamentu, l'allungamentu, a punzonatura, u tagliu, a piegatura, a torsione, a dislocazione è a forgiatura. A forgiatura libera hè tutta aduttata in a modalità di forgiatura à caldu.

2) Forgiatura di stampi

A forgiatura à stampo hè divisa in forgiatura à stampo apertu è forgiatura à stampo chjusu. A billetta metallica hè cumpressa è deformata in a camera di stampo di forgiatura cù una certa forma per ottene i pezzi di forgiatura. A forgiatura à stampo hè generalmente aduprata per a pruduzzione di pezzi di picculu pesu è di grande lotti. A forgiatura à stampo pò esse divisa in forgiatura à caldo, forgiatura à caldo è forgiatura à freddo. A forgiatura à caldo è a forgiatura à freddo sò a futura direzzione di sviluppu di a forgiatura à stampo, è rapprisentanu ancu u livellu di a tecnulugia di forgiatura.

Sicondu i punti di u materiale, a forgiatura di stampi pò ancu esse divisa in forgiatura di stampi di metallu neru, forgiatura di stampi di metallu non ferrosu è furmazione di prudutti in polvere. Cum'è u nome suggerisce, i materiali sò metalli ferrosi cum'è Acciaiu di carbonel, metalli non ferrosi cum'è u rame è l'aluminiu, è materiali di metallurgia di e polveri.

L'estrusione deve esse attribuita à a forgiatura di stampi, è pò esse divisa in estrusione di metalli pesanti è estrusione di metalli leggeri.

A forgiatura à stampo chjusu è a forgiatura à testa chjusa appartenenu à dui prucessi avanzati di forgiatura à stampo. Siccomu ùn ci hè micca un bordu volante, u tassu d'utilizazione di u materiale hè altu. A finitura di forgiature cumplesse pò esse realizata in un prucessu o in parechji prucessi. Siccomu ùn ci hè micca un bordu volante, l'area di stress di a forgiatura hè ridutta, è ancu u caricu necessariu hè riduttu. Tuttavia, si deve nutà chì a billetta ùn deve esse cumpletamente limitata, dunque u vulume di a billetta deve esse strettamente cuntrullatu, a pusizione relativa di a matrice di forgiatura è a misurazione di a forgiatura, è sforzassi di riduce l'usura di a matrice di forgiatura.

3) Righjunghje l'anellu

A fresatura di anelli si riferisce à a pruduzzione di pezzi di anelli di diversi diametri per mezu di una macchina di fresatura di anelli speciale, chì hè ancu aduprata per pruduce pezzi di rote cum'è rote di vitture è rote di treni.

4) Forgiatura speciale

A forgiatura speciale include a forgiatura à rulli, a laminazione trasversale à cunei, a forgiatura radiale, a forgiatura à matrice liquida è altri metudi di forgiatura, sti metudi sò più adatti per a pruduzzione di certi pezzi di forma speciale. Per esempiu, a forgiatura à rulli pò esse aduprata cum'è un prucessu di preformatura efficace per riduce assai a pressione di formatura successiva; a laminazione trasversale à cunei pò pruduce palle d'acciaiu, alberi di trasmissione è a forgiatura radiale pò pruduce grandi pezzi forgiati cum'è canne di fucile è alberi à gradini.

5) Stampo di forgiatura

Sicondu u modu di muvimentu di a matrice di forgiatura, a forgiatura pò esse divisa in laminazione à basculante, forgiatura rotativa à basculante, forgiatura à rulli, laminazione trasversale à cunei, anellu di laminazione è laminazione inclinata. A laminazione à rulli, a forgiatura rotativa à basculante è l'anellu di laminazione ponu ancu esse trattati per forgiatura fina. Per migliurà u tassu di utilizzazione di i materiali, a forgiatura à laminazione è a laminazione trasversale ponu esse aduprate cum'è u primu prucessu di trasfurmazione di materiali snelli. A forgiatura rotativa, cum'è a forgiatura libera, hà ancu u vantaghju chì, paragunatu à a dimensione di a forgiatura, pò esse furmata in casu di una piccula forza di forgiatura. U metudu di forgiatura, cumprese a forgiatura libera, trasfurmendu i materiali da a superficia di u stampo à a superficia libera, dunque, hè difficiule d'assicurà a precisione, dunque, a direzzione di u muvimentu di u stampo di forgiatura è u prucessu di forgiatura rotativa cù u cuntrollu di l'urdinatore, ponu esse aduprati cù una bassa forza di forgiatura per prudutti di forma cumplessa è alta precisione, cum'è varietà di pruduzzione, forgiati di pale di turbine à vapore di grande dimensione.

U muvimentu di u stampu di l'attrezzatura di forgiatura hè incompatibile cù u gradu di libertà. Sicondu e caratteristiche di limitazione di deformazione di u puntu mortu, l'attrezzatura di forgiatura pò esse divisa in e quattru forme seguenti:

Limitazione di a forma di forza di forgiatura: a pressione di l'oliu aziona direttamente a pressa d'oliu a scorrimentu.

Modu di limitu di quasi-corsa: a pressa d'oliu aziona a pressa d'oliu di u mecanismu di ligame di manovella.

Limite di corsa: pressa meccanica chì aziona a slitta per mezu di manovella, biella è mecanismu à cuneu.

Modu di restrizione di l'energia: aduprendu u mecanismu di vite di a spirale è a pressa di frizione.

Per ottene una alta precisione, si deve fà attenzione à impedisce u sovraccaricu à u puntu mortu inferiore è cuntrullà a velocità è a pusizione di a matrice. Perchè questi anu un impattu nantu à a tolleranza di forgiatura, a precisione di a forma è a vita di a matrice di forgiatura. Inoltre, per mantene a precisione, si deve ancu fà attenzione à aghjustà a distanza di a guida di u cursore, assicurà a rigidità, aghjustà u puntu mortu è aduprà u dispusitivu di trasmissione sussidiaria è altre misure.

Ci hè ancu un muvimentu verticale è urizzuntale di e slitte (per a forgiatura di pezzi snelli, u raffreddamentu di lubrificazione è a pruduzzione à alta velocità di forgiatura di pezzi), l'usu di u dispusitivu di compensazione pò aumentà u muvimentu in altre direzzione. I metudi sopra sò diffirenti, a forza di forgiatura necessaria, u prucessu, l'utilizazione di u materiale, u rendimentu, a tolleranza di dimensione è i metudi di raffreddamentu di lubrificazione sò diffirenti, questi fattori sò ancu i fattori chì influenzanu u livellu di automatizazione.

3. Materiali di forgia

I materiali di forgiatura sò principalmente acciaio à u carbone è acciaio alliatu di vari cumpunenti, seguitati da aluminiu, magnesiu, rame, titaniu è e so leghe. U statu originale di u materiale hè materiale di barra, lingotti, polvere metallica è metallu liquidu. U rapportu trà l'area di a sezione trasversale di u metallu prima di a deformazione è l'area di a sezione trasversale dopu a deformazione hè chjamatu rapportu di forgiatura. A scelta curretta di u rapportu di forgiatura, a temperatura di riscaldamentu è u tempu d'isolamentu ragionevuli, a temperatura di forgiatura iniziale ragionevuli è a temperatura di forgiatura finale, a deformazione è a velocità di deformazione ragionevuli anu una grande relazione per migliurà a qualità di u produttu è riduce u costu.

In generale, i pezzi forgiati di piccula è media dimensione sò billette tonde o quadrate. L'urganizazione di i grani è e proprietà meccaniche di u materiale di a barra sò uniformi, boni, cù una forma è una dimensione precise, una bona qualità di a superficia, è una pruduzzione di massa faciule da urganizà. Basta chì a temperatura di riscaldamentu è e cundizioni di deformazione sianu ragiunevolmente cuntrullate, i pezzi forgiati cù prestazioni eccellenti ponu esse forgiati senza una grande deformazione di a forgiatura.

Lingotto solu per pezzi forgiati di grande dimensione. U lingotto hè un tissutu colatu cù cristalli culunari più grandi è un centru scioltu. Dunque, hè necessariu rompe i cristalli cilindrici in grani fini è fà una cumpattazione sciolta per ottene una urganizazione fina di u metallu è proprietà meccaniche.

A billetta prefabbricata di metallurgia di polveri pressata è cotta pò esse forgiata senza matrice laterale di fly in statu caldu. A polvere di forgiatura hè vicina à a densità di a forgiatura generale, cù bone proprietà meccaniche è alta precisione, chì pò riduce a lavorazione successiva. I forgiati in polvere sò ben urganizati senza segregazione è ponu esse aduprati per fabricà pezzi cum'è picculi ingranaggi. Ma u prezzu di a polvere hè assai più altu ch'è u prezzu di a barra generale, è l'applicazione in a pruduzzione hè limitata in una certa misura.

A pressione statica hè applicata à u metallu liquidu versatu in a camera di u stampu per a solidificazione, a cristallizazione, u flussu, a deformazione plastica è a furmazione sottu pressione, ottenendu cusì a forma è e prestazioni desiderate. A forgiatura di metallu liquidu hè un metudu di furmazione trà a fusione à pressione è a forgiatura à pressione. Hè particularmente adatta per pezzi cumplessi à parete sottile chì sò difficiuli da furmà in a forgiatura à pressione generale.

I materiali di forgiatura, in più di i materiali abituali, cum'è vari cumpunenti di l'acciaiu à u carbone è di l'acciaiu alliatu, seguitati da l'aluminiu, u magnesiu, u rame, u titaniu è e so leghe, leghe à alta temperatura à basa di ferru, leghe à alta temperatura à basa di nichelu, leghe à alta temperatura à basa di cobaltu, sò deformati per forgiatura o laminazione, ma queste leghe anu una zona plastica relativamente stretta, dunque a difficultà di forgiatura hè relativamente grande. I diversi materiali anu esigenze strette per quantu riguarda a temperatura di riscaldamentu, a temperatura di forgiatura è a temperatura di forgiatura finale.

4. Flussu di prucessu

Diversi metudi di forgiatura anu diversi prucessi, frà i quali u prucessu tecnologicu di forgiatura à caldu hè u più longu, l'ordine generale hè: alimentazione di billette di forgiatura; riscaldamentu di forgiatura; preparazione di forgiatura à rulli; forgiatura à stampi; tagliente; punzonatura; currezzione; ispezione intermedia, verificazione di a dimensione è di i difetti superficiali di i forgiati; trattamentu termicu di i forgiati per eliminà u stress di forgiatura è migliurà e prestazioni di taglio di u metallu; pulizia, principalmente per rimuovere a pelle di ossidazione superficiale; currezzione; ispezione, i forgiati generali devenu esse sottumessi à l'ispezione di l'aspettu è di a durezza, è i forgiati impurtanti devenu esse testati per mezu di l'analisi di a cumpusizione chimica, di e proprietà meccaniche, di u stress residuale è di testi non distruttivi.

5. Caratteristiche di e forge

In paragone cù i pezzi fusi, u metallu pò migliurà a so struttura è e so proprietà meccaniche. U tissutu fusu dopu à a deformazione di u trattamentu termicu di u metudu di forgiatura, per via di a deformazione di u metallu è a ricristallizazione, trasforma a dendrite spessa originale è u granu culunnare in un granu finu, di dimensione uniforme, urganizazione di ricristallizazione assiale, face a segregazione originale, i pori sciolti, a scoria per cumpattazione è saldatura, l'urganizazione diventa più stretta, migliurendu a plasticità è e proprietà meccaniche di u metallu.
E proprietà meccaniche di i getti sò più basse di quelle di i forgiati di u listessu materiale. Inoltre, u trattamentu di a forgiatura pò assicurà a continuità di l'urganizazione di e fibre metalliche, in modu chì l'urganizazione di e fibre di a forgiatura è a forma di a forgiatura, a linea di currente di u metallu sia cumpleta, pò assicurà chì e parte abbianu bone proprietà meccaniche è una longa durata di serviziu. I forgiati prudutti da a forgiatura di precisione, l'estrusione à fretu, l'estrusione à temperatura è altri prucessi sò incomparabili à i getti.
Una forgiatura hè un ughjettu in u quale un metallu hè messu sottu pressione per creà una forma desiderata o furmà una forza di cumpressione adatta. Sta forza hè generalmente ottenuta aduprendu un martellu o pressione. U prucessu di forgiatura custruisce una struttura di particelle fini è migliora e proprietà fisiche di u metallu. In l'usu attuale di e parte, un cuncepimentu adattatu face chì e particelle scorrinu in a direzzione di a pressione principale. A fusione hè un ughjettu di furmazione di metallu ottenutu da diversi metudi di fusione, vale à dì a fusione di u metallu liquidu, cù colata, pressatura, aspirazione o altri metudi di fusione in a fusione preparata, raffreddamentu dopu a sabbia, pulizia è post-trattamentu, l'ughjettu cù una certa forma, dimensione è prestazioni.