Conhecimento de forjamento de válvulas (Parte 1)

Conhecimento de forjamento de válvulas (Parte 1)

Casting e forjamento são dois processos de fabricação distintos.

A fundição envolve transformar metais fundidos e sem forma em componentes sólidos com formas definidas. Uma válvula fundida é produzida derramando metal em um molde para formar o corpo da válvula.

O forjamento, por outro lado, é realizado principalmente em altas temperaturas através da compressão e modelagem. Este processo refina a estrutura de grãos do metal. Uma válvula forjada é formada batendo ou pressionando o material na forma desejada.

Cowinns como um dos Fabricante de válvula de portão de titânio da China , podemos projetar e fabricar as válvulas de portão de titânio forjadas.

Tipos de forjamento
(1) classificação por temperatura de deformação
Quando a temperatura excede 300 a 400 ° C (a faixa azul de fragilidade do aço) e atinge 700 a 800 ° C, o material "da resistência da deformação S cai acentuadamente, e sua formabilidade melhora significativamente. Dependendo da faixa de temperatura, durante a forjamento e os requisitos de qualidade e processo das peças quentes, pode ser classificada para o frio da forjamento, a quentes, e os requisitos de qualidade e qualidade das peças quentes, podem ser classificadas para o frio, a quentes, para o forjamento e os requisitos de forjamento e qualidade.

A temperatura inicial de recristalização do aço é de aproximadamente 727 ° C, mas 800 ° C é comumente usado como uma linha de divisão prática:

O forjamento acima de 800 ° C é considerado forjamento quente;

O forjamento entre 300 ° C e 800 ° C é chamado de forjamento quente ou forjamento semi-quente;

A forjamento à temperatura ambiente sem aquecimento é conhecida como forjamento frio.

Em temperaturas mais baixas, a mudança dimensional das peças forjadas é mínima. O forjamento abaixo de 700 ° C gera menos escala e evita a descarburização da superfície. Portanto, desde que a energia da formação esteja dentro dos limites permitidos, o forjamento frio pode obter excelente precisão dimensional e acabamento da superfície. A forjamento quente abaixo de 700 ° C também pode produzir peças de alta precisão se a temperatura e a lubrificação/resfriamento forem bem controladas.

A forjamento a quente, com sua baixa resistência à energia de formação e deformação, é adequada para a produção de alvos grandes em forma de complexo. Para seios quentes de alta precisão, o processo geralmente é conduzido a 900-1000 ° C. No entanto, deve -se prestar atenção à melhoria do ambiente de trabalho de forjamento a quente. A vida útil em forjamento a quente (2.000 a 5.000 peças) é geralmente mais curto do que em forjamento quente (10.000 a 20.000) ou forjamento frio (20.000 a 50.000), mas forjamento a quente permite maior flexibilidade e custos mais baixos.

A forjamento a frio induz deformação plástica e endurecimento do trabalho, colocando cargas altas na forjamento de matrizes. Portanto, são necessárias matrizes de alta resistência e filmes de lubrificação dura para impedir o desgaste e a aderência. Para evitar quebras da peça, o recozimento intermediário pode ser necessário para restaurar a deformabilidade. O revestimento de fosfato é comumente aplicado para manter a lubrificação eficaz. No processamento contínuo usando o estoque de barras ou bobinas, a lubrificação transversal não é atualmente viável e a pesquisa está em andamento na aplicabilidade de lubrificantes à base de fosfato.

(2) Classificação por movimento do material
De acordo com o movimento do tarugo durante o forjamento, o processo pode ser dividido nos seguintes tipos: forjamento de morto aberto (forjamento gratuito), perturbação, extrusão, forjamento de morrer, forjamento de morto fechado e aprimoramento fechado.

1. Forjamento aberto (forjamento gratuito)
Definição: Um método de forjamento em que o metal sofre deformação sob impacto repetido ou pressão entre matrizes planas ou simples, permitindo que ele flua livremente em todas as direções para formar a forma desejada e as propriedades mecânicas. É comumente referido como forjamento livre.

Características: A forjamento de morto aberto requer ferramentas e equipamentos simples, oferecendo boa versatilidade e baixo custo. Comparado aos espaços em branco fundido, a forjamento de morto aberto elimina defeitos internos, como cavidades de encolhimento, porosidade e inclusões, resultando em propriedades mecânicas superiores. O processo é adequado para produzir formas simples e é particularmente importante na fabricação de componentes grandes e críticos em máquinas pesadas.

Tipos: A forjamento de morto aberto inclui forjamento manual e forjamento de máquinas. A forjamento manual é baixa em eficiência e alta em intensidade de trabalho, normalmente usada para reparos ou peças pequenas e pequenas de tamanho pequeno. Na produção industrial moderna, o forjamento de máquinas se tornou o método principal e é especialmente vital na fabricação de máquinas pesadas. A forma e a precisão do produto final dependem amplamente da habilidade do operador.

Equipamento principal: o equipamento usado em forjamento de morto aberto inclui martelos de forjamento e prensas hidráulicas. Os martelos de forjamento incluem martelos de ar e martelos a vapor. Algumas instalações também usam equipamentos mais simples e econômicos, como martelos de primavera, martelos da placa, martelos de alavanca e martelos de arame. As prensas hidráulicas usam a pressão estática do fluido para deformar o tarugo e são o único método adequado para produzir grandes obrigações.

Operações básicas: o forjamento de mordações abertas envolve operações como perturbar, desenhar, perfurar, dobrar, torcer, compensar, cortar e forjar soldagem.

2. Die forging
Definição: Forjamento de matriz refere-se ao processo de moldar um tarugo aquecido usando um dado em equipamentos de forjamento especializados para formar pentos em forma de precisão. Este método produz componentes com alta precisão dimensional, subsídio mínimo de usinagem e geometrias complexas, tornando -o altamente produtivo.

Características: A forjamento de matriz usa matrizes montadas em martelos ou prensas forjando para deformar tarugos de metal. É caracterizada por alta eficiência, intensidade de trabalho reduzida, dimensões precisas, pequenas provisões de usinagem e capacidade de formar peças complexas. É adequado para produção em massa. No entanto, requer equipamentos especiais de forjamento e matrizes de alto custo, tornando-o menos adequado para produção de pequena ou peça única.

Tipos: Com base no equipamento usado, a forjamento de matriz pode ser classificada em:

Martelo morre forjando

Mank Press Die forging

Die plana forjando

Fricção prensa morre forjando, etc.

Construção da matriz: o forjamento de matriz usa blocos de matriz superior e inferior para formar uma cavidade do molde, que é a parte de trabalho da matriz. A cavidade é dividida entre as matrizes superior e inferior. As matrizes são montadas usando mecanismos de cauda e cunha (partes 1 e 2) na bigorna do martelo e na bancada, guiados por mecanismos de travamento (parte 3) ou postes de guia para evitar o desalinhamento. O tarugo se deforma de acordo com a forma da cavidade.

Etapas do processo: o processo de forjamento de matriz normalmente inclui preparação em branco, pré-forjamento e forjamento final. A cavidade final do dado é projetada de acordo com as dimensões, a forma e as tolerâncias necessárias do forjamento acabado.

(3) classificação por movimento

De acordo com o modo de movimento das matrizes de forjamento, os processos de forjamento podem ser classificados em lança rotativa, forjamento orbital, forjamento de rolagem, rolagem cruzada de cunha, rolamento de anel e rolamento de inclinação. Processos como lapidação rotativa, forjamento orbital e rolagem de anel também podem ser aplicados em forjamento de precisão. Para melhorar a utilização do material, o forjamento e o rolamento cruzado são frequentemente usados ​​como processos de pré -formação para materiais alongados. Semelhante à forjamento de mordaça aberta, o forjamento rotativo também é um tipo de formação local, e uma de suas vantagens é que o forjamento pode ser alcançado com forças relativamente pequenas em comparação com o tamanho da parte forjada. No entanto, como no forjamento de morto aberto, o material tende a se expandir da superfície da matriz em direção à superfície livre, dificultando a manutenção da precisão dimensional. Ao controlar a direção do movimento do movimento das matrizes e do processo de forjamento rotativo, torna-se possível produzir peças de alta precisão em forma de complexo com forças de forjamento mais baixas-por exemplo, várias lâminas de turbinas de grande porte.

O padrão de movimento e os graus de liberdade de forjar matrizes variam de acordo com o equipamento. Com base em como a deformação é restrita no centro morto, o equipamento de forjamento pode ser dividido em quatro tipos:

Forjamento de Força Limitado: Imprensa Hidráulica, onde a RAM é diretamente acionada pela pressão hidráulica.

Forjamento de Quasi-Stroke Limitado: Imprensa hidráulica que conduzem mecanismos de manivela e ligação.

Forjamento de AVC: prensas mecânicas acionadas por mecanismos de manivela, ligação e cunha.

Forjamento de energia limitado: prensas de parafuso e prensas de atrito usando mecanismos de parafuso.

Para obter alta precisão, é essencial evitar a sobrecarga no centro morto e controlar a velocidade e o posicionamento da matriz. Esses fatores afetam diretamente a tolerância, a precisão da forma e a vida morta. Além disso, para manter a precisão, é necessário ajustar a liberação da guia da RAM, garantir a rigidez, ajustar o centro morto e usar mecanismos de transmissão auxiliares.

Além disso, de acordo com a direção do movimento da RAM, as máquinas de forjamento podem ser classificadas como tendo movimento vertical ou horizontal (este último é adequado para forjar peças longas, peças que requerem lubrificação e resfriamento e produção de alta velocidade). O uso de dispositivos de compensação pode adicionar movimento em outras direções. Cada modo de forjamento difere em termos de força de forjamento necessária, processos, utilização de materiais, produtividade, tolerância dimensional e métodos de lubrificação/resfriamento - esses fatores também influenciam o grau de automação.

Importância de forjamento

O forjamento é um dos principais métodos para produzir espaços em branco da peça mecânica na indústria de fabricação de máquinas. Ele não apenas transmite a forma desejada às partes, mas também melhora a estrutura interna dos metais, aumentando as propriedades mecânicas e físicas. Os componentes mais críticos que requerem alta resistência e confiabilidade são fabricados por meio de forjamento. Exemplos incluem eixos de geradores de turbinas, rotores, impulsores, lâminas, anéis de retenção, grandes colunas de imprensa hidráulica, cilindros de alta pressão, rolos de moinho, rolos de combustão interna, eixos de manivela, bastões de conexão, engrenagens, rolamentos e componentes essenciais na indústria de defesa, como artilharia.

Como tal, a forjamento é amplamente aplicada entre as indústrias, incluindo metalurgia, mineração, automotivo, tratores, máquinas agrícolas, petróleo, química, aeroespacial, aviação e fabricação de armas. Mesmo na vida cotidiana, forjar um papel importante. Até certo ponto, a produção anual de perdoas, a proporção de seguiros na produção total de forjamento, o tamanho e a quantidade de equipamentos de forjamento, todos servem como indicadores da capacidade industrial de um país.

Materiais de forjamento

Os materiais utilizados em forjamento são principalmente vários graus de aços de carbono e aços de liga, seguidos de alumínio, magnésio, cobre, titânio e suas ligas. O material pode começar como caldo de barra, lingotes, pós de metal ou metal líquido. A taxa de forjamento, que é a razão da área da seção transversal antes da deformação e após a deformação, é um indicador-chave. Seleção adequada da relação de forjamento, temperatura de aquecimento e tempo de imersão, temperaturas iniciais e finais de forjamento, quantidade de deformação e velocidade de deformação são essenciais para melhorar a qualidade do produto e reduzir os custos.

Esquecos pequenos e médios geralmente são feitos de caldo redondo ou quadrado. O estoque da barra possui estrutura de grão uniforme, boas propriedades mecânicas, forma e dimensões precisas e alta qualidade da superfície, tornando -o ideal para a produção em massa. Enquanto a temperatura de aquecimento e as condições de deformação forem devidamente controladas, excelentes perdoas podem ser produzidos com deformação relativamente baixa.

Os lingotes são geralmente usados ​​para seios grandes. Como os lingotes possuem estruturas fundidas com grãos colunares grossos e porosidade central, eles exigem deformação plástica significativa para refinar a estrutura de grãos e consolidar os vazios internos para obter propriedades mecânicas desejáveis.

As pré -formas de metalurgia em pó - compactadas e sinterizadas - podem ser forjadas usando forjamento de matriz sem flash em condições quentes para produzir peças de pó. Essas peças exibem densidade próxima à dos pentos convencionais e possuem boas propriedades mecânicas. A alta precisão também permite requisitos reduzidos de usinagem. Os esquecimentos em pó têm estruturas internas uniformes e sem segregação, tornando -as adequadas para pequenas engrenagens e peças semelhantes. No entanto, o custo dos pós de metal é muito maior que o do estoque de barra comum, limitando seu uso generalizado.

Em forjamento de metal líquido, o metal líquido é derramado em uma cavidade da matriz e solidificado sob pressão estática. Sob pressão, ele passa por cristalização, fluxo, deformação plástica e formação final, resultando em seguiros com a forma e o desempenho desejados. A forjamento de metal líquido é um processo que está entre a fundição e a forjamento convencional e é especialmente adequado para produzir componentes complexos de paredes finas, difíceis de forjar com os métodos tradicionais.

Além de materiais comuns de forjamento, como aços de carbono e liga, a forjamento e o rolamento também são usados ​​para superalotas de deformação, como ligas à base de ferro, à base de níquel e à base de cobalto. No entanto, essas ligas têm faixas plásticas relativamente estreitas, dificultando o forjamento. Para tais materiais, temperatura de aquecimento, temperatura inicial de forjamento e temperatura final de forjamento devem ser estritamente controlados.