Explicació de la forja, la forja i la forja en fred?

La forja és un mètode de processament que utilitza maquinària de forja per exercir pressió sobre el metall en brut per produir una deformació plàstica, per tal d'obtenir peces forjades amb certes propietats mecàniques, certa forma i mida. La forja i l'estampació pertanyen a la naturalesa del processament de plàstics, coneguda col·lectivament com a forja. La forja és un mètode de conformació comú en la fabricació mecànica.

La forja pot eliminar com a fosa la porositat i els forats de soldadura del metall, i les propietats mecàniques de les peces forjades són generalment millors que les de les peces de fosa del mateix material. Per a peces importants amb càrrega elevada i condicions de treball severes en maquinària, s'utilitzen majoritàriament forjades, excepte plaques laminats, perfils o soldadures de forma senzilla. La forja es pot dividir en forja en fred i forja en calent segons la temperatura del blanc durant el processament. La forja en fred es processa generalment a temperatura ambient i la forja en calent es processa a una temperatura de recristal·lització superior a la del metall en blanc. De vegades, la forja quan s'escalfa però la temperatura no supera la temperatura de recristal·lització s'anomena forja calenta. Tanmateix, aquesta divisió no està completament unificada en la producció. La temperatura de recristal·lització de l'acer és d'uns 460 graus, però generalment s'utilitza 800 graus com a línia divisòria i la forja en calent és superior a 800 graus; La temperatura entre 300 i 800 graus s'anomena forja calenta o forja semi calenta. La forja es pot dividir en forja lliure, forja en matriu, encapçalament en fred, forja radial, extrusió, laminació de formació, forja de rodets, laminació, etc. La deformació de la bruta sota pressió no està limitada bàsicament per restriccions externes, que s'anomena forja lliure, també coneguda com a forja oberta; La deformació en blanc d'altres mètodes de forja està limitada per la matriu, que s'anomena forja en mode tancat.

Les eines de conformació, com ara laminació de conformació, forja i laminació tenen un moviment rotatori relatiu amb el blanc, que pressiona i forma el blanc punt per punt i de manera asimptòtica, per la qual cosa també s'anomena forja rotativa. Els materials de forja són principalment acer al carboni i acer aliat amb diversos components, seguits d'alumini, magnesi, coure, titani i els seus aliatges. L'estat original dels materials inclou barres, lingots, pols metàl·lic i metall líquid. En general, les forjades petites i mitjanes utilitzen barres rodones o quadrades com a espais en blanc. L'estructura del gra i les propietats mecàniques de la barra són uniformes i bones, la forma i la mida són precises i la qualitat de la superfície és bona, cosa que és convenient per a la producció en massa.

Sempre que la temperatura d'escalfament i les condicions de deformació es controlin raonablement, les forjades amb un rendiment excel·lent es poden forjar sense una gran deformació de forja. Els lingots només s'utilitzen per a grans forges. El lingot és una estructura de fosa amb grans cristalls columnars i centres solts. Per tant, mitjançant una gran deformació plàstica, els cristalls columnars s'han de trencar en grans fins i compactar-se sense problemes per obtenir una estructura metàl·lica i propietats mecàniques excel·lents. La preforma de metal·lúrgia de pols formada per premsat i cocció es pot convertir en forja en pols mitjançant forja de matriu sense flaix en estat calent. La pols de forja s'acosta a la densitat dels forjats de matriu general, té bones propietats mecàniques i alta precisió i pot reduir el tall posterior. L'estructura interna de la forja en pols és uniforme sense segregació. Es pot utilitzar per fabricar engranatges petits i altres peces de treball.

No obstant això, el preu de la pols és molt superior al de la barra normal i la seva aplicació a la producció és limitada. Aplicant pressió estàtica al metall líquid abocat a l'orifici de la matriu per fer-lo solidificar, cristal·litzar, fluir, deformar-se i formar sota l'acció de la pressió, es poden obtenir peces forjades amb la forma i les propietats requerides. La forja de matrius de metall líquid és un mètode de conformació entre la fosa a pressió i la forja de matrius, que és especialment adequat per a peces complexes de parets primes que són difícils de formar mitjançant la forja general de matrius. Els diferents mètodes de forja tenen diferents processos, entre els quals el flux de procés de forja en calent és el més llarg. L'ordre general és: desbrossat de forja en brut; Escalfament de material de forja; Preparació en blanc de forja de rotllos; Forja de matrius; retallada; Inspecció intermèdia per inspeccionar la mida i els defectes superficials dels forjats; Tractament tèrmic de forjades per eliminar l'estrès de forja i millorar el rendiment de tall de metalls; Neteja, principalment per eliminar l'escala d'òxid superficial; Correcció; Inspecció: en general, els forjats s'han de sotmetre a una inspecció d'aspecte i duresa, i els forjats importants també s'han de sotmetre a anàlisis de composició química, propietats mecàniques, tensió residual i altres inspeccions i proves no destructives. La forja és el nom comú de forja i estampació. És un mètode de conformació i processament que utilitza el cap de martell, el bloc d'enclusa, el punxó o la matriu de maquinària de forja per exercir pressió sobre la bruta per produir una deformació plàstica, per tal d'obtenir les peces amb la forma i la mida requerides.

En el procés de forja, tota la palanca té una deformació plàstica evident i una gran quantitat de flux plàstic; En el procés d'estampació, el blanc es forma principalment canviant la posició espacial de cada àrea de la part i no hi ha un flux de plàstic de gran distància. La forja s'utilitza principalment per processar peces metàl·liques i també es pot utilitzar per processar algunes peces no metàl·liques, com ara plàstics d'enginyeria, cautxú, palanxes ceràmiques, palanxes de maó i materials compostos. El laminat i el tret a la indústria de la forja i la metal·lúrgia pertanyen al processament de plàstic o al processament a pressió, però la forja s'utilitza principalment per produir peces metàl·liques, mentre que el laminat i l'embutició s'utilitzen principalment per produir materials metàl·lics generals com ara plaques, tires, canonades, perfils i filferro. vareta. A finals del neolític, els humans van començar a martell el coure vermell natural per fer decoracions i aparells. La Xina ha utilitzat la tecnologia de forja en fred per fabricar eines durant més de 2000 aC. Per exemple, els objectes de bronze vermell descoberts del lloc cultural Qijia de huangniangtai a Wuwei, província de Gansu, tenen marques de martell evidents. A mitjans de la dinastia Shang, el ferro de meteorit es va utilitzar per fabricar armes i es va adoptar el procés de forja per escalfament. La fosa de blocs de ferro forjat va aparèixer a finals de la primavera i el període de tardor es forma escalfant i forjat repetidament per extruir inclusions d'òxid. Al principi, la gent es forjava amb un martell. Més tard, la gent va estirar cordes i politges per aixecar el pesat martell i després va caure lliurement per forjar el blanc. Després del segle XIV va aparèixer la força animal i la forja hidràulica amb martell de gota. El 1842, Naismith d'Anglaterra va fer el primer martell de vapor, fent que la forja entrés a l'era de l'aplicació del poder. Més tard, van aparèixer una darrera l'altra la premsa hidràulica de forja, el martell de la fèrula accionada per motor, el martell de forja d'aire i la premsa mecànica. El martell de ferrules es va utilitzar per primera vegada a la Guerra Civil Americana (1861 ~ 1865) per forjar les peces de les armes. Llavors va aparèixer el martell de forja amb matriu de vapor a Europa i el procés de forja amb matriu es va popularitzar gradualment. A finals del segle XIX, s'havia format la categoria bàsica de maquinària de forja moderna. A principis del segle XX, amb la producció massiva d'automòbils, la forja en calent es va desenvolupar ràpidament i es va convertir en el principal procés de forja. A mitjans del segle XX, la premsa de forja en calent, la màquina de forja plana i el martell de forja sense enclusa van substituir gradualment el martell de forja normal, millorant la productivitat i reduint la vibració i el soroll. Amb el desenvolupament de nous processos de forja, com ara tecnologia d'escalfament amb menys o sense oxidació, matrius d'alta precisió i llarga vida, extrusió en calent i laminació de conformació, així com operadors de forja, manipuladors i línies de producció de forja automàtiques, l'eficiència i l'efecte econòmic de La producció de forja s'ha millorat contínuament. La forja en fred precedeix la forja en calent. Les primeres làmines de coure, or, plata i monedes vermelles van ser forjades en fred. L'aplicació de la forja en fred a la fabricació mecànica es va popularitzar al segle XX.

L'encapçalament en fred, l'extrusió en fred, la forja radial i el laminat oscil·lant s'han desenvolupat un rere l'altre, formant gradualment un procés de forja eficient que pot produir peces de precisió sense tallar. L'estampació primerenca només utilitzava eines senzilles com la pala, les tisores, el punxó, el martell i l'enclusa per formar plaques metàl·liques (principalment plaques de coure o d'aliatge de coure) mitjançant el tall manual, el punxonat, el cisell i el cop, per fabricar instruments musicals i instruments d'olla com ara gongs, plats i plats. Amb el creixement de la producció de plaques mitjanes i gruixudes i el desenvolupament de la premsa hidràulica d'estampació i la premsa mecànica, el processament d'estampació també es va començar a mecanitzar a mitjan -19segle. El 1905, els Estats Units van començar a produir bobines d'acer de cinta estreta de laminació contínua en calent, el 1926 van començar a produir acer de cinta ample i després va aparèixer l'acer de cinta de laminació contínua en fred.

Al mateix temps, s'incrementa la producció de plaques i tires, es millora la qualitat i es redueix el cost. Combinat amb el desenvolupament de la producció de vaixells, vehicles ferroviaris, calderes, contenidors, automòbils i llaunes, l'estampació s'ha convertit en un dels processos de conformació més utilitzats. La forja es classifica principalment segons el mode de conformació i la temperatura de deformació. Segons el mètode de conformació, la forja es pot dividir en forja i estampació; Segons la temperatura de deformació, la forja es pot dividir en forja calenta, forja en fred, forja calenta i forja isotèrmica. La forja en calent és la forja per sobre de la temperatura de recristal·lització del metall. L'augment de la temperatura pot millorar la plasticitat del metall, millorar la qualitat interna de la peça i fer que no sigui fàcil de trencar-se. L'alta temperatura també pot reduir la resistència a la deformació del metall i el tonatge de la maquinària de forja. Tanmateix, hi ha molts processos de forja en calent, poca precisió de la peça i superfície rugosa, i les peces forjades són propenses a l'oxidació, la descarburació i la pèrdua de combustió. La forja en fred és la forja que es realitza a una temperatura inferior a la temperatura de recristal·lització del metall. En general, la forja en fred es refereix principalment a la forja a temperatura ambient, i la forja a una temperatura superior a la temperatura ambient però no superior a la temperatura de recristal·lització s'anomena forja calenta. La forja calenta té una alta precisió, una superfície llisa i poca resistència a la deformació.

La peça formada per forja en fred a temperatura ambient té una gran precisió de forma i dimensions, superfície llisa i pocs procediments de processament, la qual cosa és convenient per a la producció automàtica. Moltes peces de forja i estampació en fred es poden utilitzar directament com a peces o productes sense tallar-les. Tanmateix, durant la forja en fred, a causa de la baixa plasticitat del metall, és fàcil de trencar-se durant la deformació i la resistència a la deformació és gran, de manera que es necessita maquinària de forja de gran tonatge. La forja isotèrmica és mantenir constant la temperatura en blanc durant tot el procés de conformació. La forja isotèrmica és aprofitar al màxim l'elevada plasticitat d'alguns metalls a la mateixa temperatura, o obtenir una microestructura i propietats específiques. La forja isotèrmica ha de mantenir la matriu i el blanc a una temperatura constant, la qual cosa requereix un alt cost. Només s'utilitza per a processos especials de forja, com el conformat superplàstic. La forja pot canviar l'estructura del metall i millorar les propietats del metall. Després de forjar en calent el lingot, l'original com a porositat, porositat i microesquerdes es compacten o es solden; El cristall dendrític original es trenca, fent que el gra sigui més fi; Al mateix temps, la segregació original del carbur i la distribució desigual es canvien per fer que l'estructura sigui uniforme, per tal d'obtenir forjats amb un rendiment dens, uniforme, fi, un bon rendiment integral i un ús fiable. Després de la deformació de forja en calent, el metall és una estructura fibrosa; Després de la deformació de forja en fred, els cristalls metàl·lics estan en ordre. La forja és fer que el metall flueixi plàsticament per fer que la peça tingui la forma requerida. Després que el flux plàstic de metall es genera per força externa, el volum es manté sense canvis i el metall sempre flueix a la peça amb menys resistència. A la producció, la forma de la peça de treball sovint es controla d'acord amb aquestes lleis per realitzar deformacions, dibuixos, escariats, doblegats, embutició profunda i altres deformacions. La mida de la peça forjada és precisa, cosa que afavoreix l'organització de la producció en massa. Forja, extrusió, estampació i altres aplicacions, la mida de la formació de matrius és precisa i estable. La maquinària de forja d'alta eficiència i la línia de producció de forja automàtica es poden utilitzar per organitzar la producció en massa professional o la producció en massa. El procés de producció de forja inclou l'estampació, l'escalfament i el pretractament de la forja en brut abans de formar-se; Inspecció, calibratge i post-tractament tèrmic de la peça. Les màquines de forja habituals inclouen el martell de forja, la premsa hidràulica i la premsa mecànica. El martell de forja té una gran velocitat d'impacte, que és favorable al flux de plàstic metàl·lic, però produirà vibracions; La forja estàtica de la premsa hidràulica afavoreix la forja a través del metall i la millora de l'organització. El treball és estable, però la productivitat és baixa; La carrera de la premsa mecànica és fixa, la qual cosa és fàcil de realitzar la mecanització i l'automatització. En el futur, el procés de forja es desenvoluparà en la millora de la qualitat interna de les peces de forja, el desenvolupament de la tecnologia de forja i estampació de precisió, el desenvolupament d'equips de forja i la línia de producció de forja amb una major productivitat i automatització, desenvolupament de sistemes de forja flexible, desenvolupament de nous materials de forja i mètodes de processament de forja. La millora de la qualitat interna de les peces forjades consisteix principalment en millorar-ne les propietats mecàniques (resistència, plasticitat, tenacitat, resistència a la fatiga) i la fiabilitat. Això requereix una millor aplicació de la teoria de la deformació plàstica del metall; Aplicar materials de millor qualitat interna; Realitzeu correctament la calefacció prèvia a la forja i el tractament tèrmic de la forja; Assajos no destructius més estrictes i extensos de peces forjades. Menys i cap tall és la mesura i la direcció més importants per a la indústria de la maquinària per millorar la utilització del material, millorar la productivitat laboral i reduir el consum d'energia. Menys material de forja, sense escalfament per oxidació i desenvolupament de materials de matriu i mètodes de tractament de superfícies amb alta duresa, resistència al desgast i llarga vida.