Classificació de Forgings

Els forjaments es poden dividir segons diferents estàndards de classificació:

Temperatura de processament‌: forja en fred, forja càlida i forja calenta.
‌ Mètode formant ‌: forja i matriu lliure. La forja gratuïta utilitza eines generals o martells de forja per formar -se, mentre que la forja es realitza en morts fixos.
Àrees d’aplicació de Forgings
Els forjaments s’utilitzen àmpliament en els camps següents a causa de les seves excel·lents propietats mecàniques i la capacitat de càrrega:

‌Automobile Industry‌: S'utilitza per fabricar peces que resisteixen a l'impacte o a l'estrès altern, com ara els coixinets del nucli de rodes, els cargols de transmissió, els anells d'engranatges, les barres de connexió, etc.
‌ Equips mecànics‌: estructures principals que porten la càrrega i parts estructurals de càrrega secundària, com ara l’eix principal i l’eix intermedi d’un generador d’hidroturbina.
‌Defense Industry‌: com ara bótes de pistola, cossos de portes, blocs de brisa i anells de tracció, etc.
Avantatges i desavantatges dels forjaments
‌Vantages‌:

‌Excel·lent Propietats mecàniques‌: L’estructura del gra del metall s’optimitza durant el procés de forja, que millora la força, la duresa i la vida de fatiga del material‌. Capacitat de suport de durada‌: els forjaments poden suportar un major impacte i càrregues pesades i són adequats per a ambients amb càrregues elevades i condicions de treball severes‌.
‌ Didimensional Estabilitat‌: Després de forjar, el metall té una estructura uniforme, una estructura raonable de fibra i una bona forma i estabilitat dimensional‌.

Classificació de Forgings

Els forjaments són una de les formes més comunes de components metàl·lics utilitzats en diverses aplicacions industrials, des de l’aeroespacial i l’automoció fins al petroli i el gas i la construcció. Es produeixen escalfant metall per sobre de la seva temperatura de recristalització i, a continuació, configurant -la per pressió mecànica o hidràulica, normalment utilitzant una matriu o un martell. Els forjaments sovint ofereixen força, durabilitat i resistència superiors a la fatiga, la corrosió i el desgast en comparació amb altres processos de fabricació. Tanmateix, no tots els forjaments són iguals en les seves propietats i es poden classificar a partir de diversos factors, inclosos el seu mètode de producció, forma, mida, material i aplicació. En aquest article, explorarem detalladament la classificació dels forjadors.

1. Mètode de producció

Els forjaments es poden fer mitjançant diversos mètodes, cadascun amb els seus avantatges i desavantatges, segons les propietats, la forma i el cost del material desitjats. Els mètodes de forja més habituals inclouen:

- Forging de martell: aquest és el mètode de forja més antic i senzill, que consisteix a colpejar el metall amb un martell gruixut repetidament per donar -lo forma. La forja de martell pot produir una àmplia gamma de formes i mides, des de petits cargols fins a grans fulles de turbina. Tanmateix, és intensiu en mà d’obra i pot no oferir un control precís sobre les dimensions i l’acabat superficial.

- Forging de premsa: aquest mètode utilitza premses hidràuliques o mecàniques per aplicar la força gradualment i previsiblement al metall. La forja de premsa pot aconseguir toleràncies més estretes i un millor acabat superficial que la forja de martell, a més de reduir el consum de residus de materials i el consum d’energia. Tanmateix, requereix equips d’alta pressió i pot no ser adequat per a formes complexes o grans parts.

- Forging molest: aquesta tècnica consisteix a comprimir i difondre el metall en una matriu aplicant pressió en una direcció perpendicular a l’eix del metall. La forja molesta pot augmentar el diàmetre, la longitud o el gruix d’una part, a més de reduir la mida del gra i millorar les propietats mecàniques. Tanmateix, pot causar defectes interns si no es controla correctament.

- Forging del rotlle: aquest mètode consisteix en passar el metall entre dos o més rodets giratoris per donar -lo a la forma gradualment. La forja del rotlle pot produir peces cilíndriques o còniques amb alta resistència i acabat suau, a més de reduir els requisits de mecanitzat i el temps de producció. Tanmateix, requereix equips especialment dissenyats i pot no ser adequat per a formes irregulars o seccions primes.

- Forging de caiguda tancada: també conegut com a forja d’impressió, aquest procés comporta tancar el metall entre dues meitats de matriu i aplicar pressió per omplir la cavitat i donar forma a la part. La forja de caiguda tancada pot produir peces altament precises i repetibles amb requeriments de mecanitzat mínims i excel·lents acabats superficials. Tot i això, requereix un disseny i un manteniment precisos, així com un alt cost d’eines inicials.

- Forging de caiguda oberta: també conegut com a forjador de Smith, aquest mètode consisteix en donar forma al metall colpejant-lo entre dos o més morts que no tanquen la part completament. La forja oberta pot produir parts més grans i complexes que la forja de caiguda tancada, a més de permetre millors propietats direccionals i el flux de gra. Tanmateix, pot requerir més material i energia que altres mètodes, així com donar lloc a tensions residuals i imperfeccions superficials.

2. Forma

Els forjaments es poden classificar en funció de la seva forma o perfil, que depèn de l’aplicació i del mètode de forja utilitzat. Algunes de les formes de forja comunes inclouen:

- Round: Aquesta forma és la més senzilla i utilitzada habitualment en diverses indústries, com ara coixinets, engranatges i eixos. Els forjadors rodons es poden produir per martell, premsa o forja de rodatge i ofereixen una gran resistència i resistència a la fatiga.

- quadrat: aquesta forma té quatre costats i s’utilitza sovint en aplicacions de construcció, com ara bigues, columnes i connectors. Els forjadors quadrats es poden produir mitjançant forja de premsa o de caiguda tancada i ofereixen una bona capacitat de càrrega i soldabilitat.

- plana: aquesta forma té dues superfícies paral·leles i s’utilitza sovint en aplicacions de mecanitzat o soldadura, com ara plaques, claudàtors i brides. Els forjaments plans es poden produir mitjançant forja de rotlle o premsa i ofereixen un bon acabat superficial i una maquinària.

- Hexagonal: aquesta forma té sis costats i s’utilitza sovint en aplicacions de fixació, com ara cargols, femelles i cargols. Els forjaments hexagonals es poden produir per forja molestos o tancades i ofereixen una bona adherència i transmissió de parell.

- Custom: aquesta forma pot ser qualsevol forma no estàndard requerida per l’aplicació, com ara ganxos, fulles i engranatges. Els forjaments personalitzats es poden produir mitjançant qualsevol mètode de forja i oferir propietats i funcionalitats a mida.

3. Mida

Els forjaments també es poden classificar en funció de la seva mida o pes, que depèn de les dimensions i límits dels equips de forja utilitzats. Algunes de les intervals de la mida de forja comuna inclouen:

- Forgings petits: normalment pesen menys de 5 kg i tenen una longitud màxima de 500 mm. Els petits forjadors es poden produir per martell, premsa o forja molestos i sovint s’utilitzen en aplicacions de precisió i d’estrès d’alta estrès, com ara aeroespacial i mèdic.

- Forgings mitjans: normalment pesen entre 5 i 50 kg i tenen una longitud màxima de 1000 mm. Els forjaments mitjans es poden produir mitjançant qualsevol mètode de forja i sovint s’utilitzen en aplicacions industrials i resistents, com la mineria i la marina.

- Forgings grans: normalment pesen més de 50 kg i tenen una longitud màxima de 3000 mm. Els grans forjadors requereixen equips i experiència especialitzats i sovint s’utilitzen en aplicacions crítiques i complexes, com la generació d’energia i la defensa.

4. Material

Els forjaments també es poden classificar en funció del material utilitzat, que poden afectar les propietats, el cost i la idoneïtat per a l’aplicació. Alguns dels materials de forja comuns inclouen:

- Acer al carboni: aquest material conté principalment ferro i carboni i es pot forjar mitjançant qualsevol mètode. Els forjaments d’acer al carboni ofereixen una gran resistència, durabilitat i maquinària, així com una resistència i duresa de la corrosió moderades.

- Acer d’aliatge: aquest material conté elements d’aliatge addicionals, com ara níquel, crom i molibdè, per millorar propietats específiques, com la força, la duresa i la resistència a la calor. Els forjaments d’acer d’aliatge es poden produir mitjançant qualsevol mètode i oferir propietats i rendiment personalitzats.

- Acer inoxidable: aquest material conté almenys un 10% de crom i pot resistir la corrosió i el desgast en diversos ambients. Els forjaments d’acer inoxidable es poden produir mitjançant qualsevol mètode i oferir una excel·lent força, durabilitat i higiene.

- Alumini: aquest material té una baixa densitat, alta conductivitat tèrmica i una bona formabilitat, que el fa adequat per a aplicacions lleugeres i sensibles a la calor. Els forjaments d’alumini es poden produir mitjançant forja de martell o de caiguda tancada i ofereixen una bona resistència, resistència a la corrosió i conductivitat elèctrica.

-Titani: aquest material té una elevada proporció de força-pes, baixa expansió tèrmica i bona biocompatibilitat, fent-lo adequat per a aplicacions aeroespacials, mèdiques i químiques. Els forjadors de titani es poden produir mitjançant forja de caiguda tancada o obert i ofereixen una gran resistència, resistència i resistència a la corrosió.

5. Aplicació

Els forjaments també es poden classificar en funció de l’aplicació per a la qual es pretenen, cosa que pot determinar els requisits i les propietats necessàries per a la part. Algunes de les aplicacions de forja comunes inclouen:

- Automoció: aquesta indústria utilitza forjaments per a components de motor, suspensió, transmissió i direcció que requereixen una gran resistència, durabilitat i resistència al desgast. Entre els exemples s’inclouen les barres de connexió, els cigonyals, els engranatges i les juntes de boles.

- Aeroespacial: aquesta indústria utilitza forjats per a sistemes d’avions, naus espacials i de defensa que requereixen una gran precisió, fiabilitat i resistència a la fatiga. Entre els exemples hi ha fulles de turbina, aparells de desembarcament, ales i marcs.

- Petroli i gas: aquesta indústria utilitza forjaments per a la perforació, bombament, refinament i equips de canonades que requereixen una gran resistència, resistència a la corrosió i resistència a la pressió. Els exemples són bits de perforació, vàlvules, brides i accessoris.

- Construcció: aquesta indústria utilitza forjaments per a edificis, ponts i infraestructures que requereixen una gran capacitat de càrrega, soldabilitat i resistència al temps. Entre els exemples es troben les bigues, bigues, cargols i claudàtors.

- Medical: aquesta indústria utilitza forjats per a implants, instruments i dispositius que requereixen una elevada biocompatibilitat, resistència al desgast i esterilització. Els exemples són plaques òssies, cargols, frontisses i pinces.

Conclusió

Els forjadors són un procés de fabricació essencial i versàtil que ha estat durant segles i poden crear components metàl·lics complexos, altament precisos i duradors per a diverses aplicacions industrials. La classificació de forjadors basats en el mètode de producció, la forma, la mida, el material i l’aplicació pot ajudar els dissenyadors, enginyers i fabricants a triar el procés de forja i l’especificació adequats per als seus requisits de propòsit i rendiment previstos. En comprendre els punts forts i les limitacions de diferents mètodes i materials de forja, les empreses poden optimitzar la seva eficiència, qualitat i rendibilitat de producció, alhora que garanteixen la seguretat i la fiabilitat dels seus productes.