آهنگری چیست؟- تعریف، فرآیند و انواع

این مقاله به همه چیزهایی که باید در مورد آن بدانید اشاره خواهد کردآهنگریاز جمله اینکه چیست، چگونه انجام می‌شود، و چگونه یک محصول آهنگری با محصولات ساخته شده از طریق روش‌های دیگر از جمله ریخته‌گری، جوشکاری و ساخت، میله‌ها/صفحات ماشینکاری شده، قطعات فلزی پودر شده، و پلاستیک‌ها/کامپوزیت‌های تقویت‌شده مقایسه می‌شود.

ابتدا تعریف می کنیم که فورج چیست.

فورج چیست؟

آهنگری یک فرآیند تولید است که در آن فلز جامد توسط نیروهای فشاری موضعی ناشی از چکش کاری یا فشار دادن شکل می گیرد.

آهنگری فولاد اغلب بر اساس دمایی که در آن انجام می شود طبقه بندی می شود: آهنگری سرد، آهنگری گرم و آهنگری گرم. توجه به این نکته ضروری است که آهنگری مانند ریخته گری نیست، زیرا فلزی که باید آهنگری شود هرگز ذوب و ریخته نمی شود.

چرا از فورجینگ استفاده کنیم؟

آهنگری هستندقوی . همانطور که فلز در طول فرآیند آهنگری شکل می گیرد، ساختار دانه داخلی آن تغییر شکل می دهد تا از شکل کلی قطعه پیروی کند. با فشرده سازی ساختار دانه و ایجاد جریان دانه، ویژگی های مقاومتی قطعه افزایش می یابد.

آهنگری در مکان هایی استفاده می شود که قابلیت اطمینان و ایمنی بسیار مهم است. آهنگری اغلب قطعاتی هستند که در داخل ماشین‌ها، خودروها، هواپیماها، تراکتورها، کشتی‌ها، تجهیزات حفاری نفت، موتورها و موشک‌ها استفاده می‌شوند.

آهنگری ها در چه دمایی ساخته می شوند؟

فرآیندهای آهنگری به طور کلی بر اساس اینکه دمای فلز بالاتر یا پایین تر از دمای تبلور مجدد ریزساختار فلزات است طبقه بندی می شوند. آهنگری فولاد را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

آهنگری گرم فولاد

• دماهای آهنگری بالاتر از دمای تبلور مجدد بین 1742-2300 درجه فارنهایت

• شکل پذیری خوب

• نیروهای تشکیل دهنده کم

• استحکام کششی ثابت قطعات کار

آهنگری گرم فولاد

• دمای آهنگری بین 1200-1742 درجه فارنهایت

• پوسته پوسته شدن کمتر یا بدون پوسته شدن سطح قطعه کار

• تحمل های باریک تر از آهنگری گرم قابل دستیابی است

• شکل پذیری محدود و نیروهای شکل دهی بالاتر نسبت به آهنگری گرم

• نیروهای شکل دهی کمتر از شکل دهی سرد

آهنگری سرد فولاد

• دماهای آهنگری در شرایط اتاق، به دلیل انرژی شکل‌دهی تا دمای 300 درجه فارنهایت خود گرم می‌شود

• محدودترین تلورانس های قابل دستیابی

• بدون پوسته پوسته شدن در سطح قطعه کار

• افزایش استحکام و کاهش شکل پذیری در اثر سخت شدن کرنش

• شکل پذیری کم و نیروهای شکل دهی بالا ضروری است

اینجا در Edgerton Forge، ما فولاد فورج را داغ می کنیم.

چگونه جعل می کنید؟

اساساً سه روش (یا فرآیند) برای ساخت قطعه آهنگری وجود دارد: قالب‌گیری قالب، فورج قالب باز، و فورج حلقه‌ای بدون درز.

در اینجا در Edgerton Forge، ما استفاده می کنیمقالب گیری قالب.

قالب قالبی آهنگری پوند یا نیروی فلزی بین دو قالب (به نام ابزارآلات) که دارای شکل (حفره) خاصی هستند بر روی آنها بریده شده است.

فلز تحت فشار به داخل حفره جریان می یابد تا شکل قطعه خاص را ایجاد کند. این فرآیند می تواند قطعاتی را ایجاد کند که از اشکال ساده تا اشکال غیر متقارن بسیار پیچیده را شامل می شود.

قالب گیری قالب را می توان با ماشین های مختلفی از جمله پرس های هیدرولیک، پرس های مکانیکی، چکش ها و دستگاه های برش دهنده انجام داد. ما در Edgerton Forge از پرس های مکانیکی و ناراحت کننده استفاده می کنیم.

چگونه آهنگری با ریخته گری مقایسه می شود؟

آهنگری ها قوی تر هستند. ریخته گری نمی تواند اثرات تقویتی کار سرد و گرم را به دست آورد. آهنگری از نظر خواص استحکام قابل پیش‌بینی از ریخته‌گری پیشی می‌گیرد – تولید استحکام فوق‌العاده‌ای که بخش به جزء تضمین می‌شود.

آهنگری عیوب ناشی از شمش های ریخته گری یا نوار ریختگی پیوسته را اصلاح می کند. یک ریخته گری نه جریان دانه دارد و نه استحکام جهت دار و این فرآیند نمی تواند از تشکیل برخی عیوب متالورژیکی جلوگیری کند. پیش کار فورج فورج جریانی را تولید می کند که در جهت هایی است که به حداکثر استحکام نیاز دارد. ساختارهای دندریتی، جداسازی آلیاژها و عیوب مشابه در آهنگری پالایش می شوند.

فورجینگ ها قابل اطمینان تر و کم هزینه تر هستند. عیوب ریخته گری به اشکال مختلف رخ می دهد. از آنجایی که کار گرم الگوی دانه را اصلاح می کند و ویژگی های استحکام، شکل پذیری و مقاومت بالایی را ایجاد می کند، محصولات آهنگری قابل اعتمادتر هستند. و بدون هزینه‌های اضافی برای کنترل‌های فرآیند و بازرسی دقیق‌تر که برای ریخته‌گری مورد نیاز است، تولید می‌شوند.

فورجینگ ها به عملیات حرارتی پاسخ بهتری می دهند. ریخته گری نیاز به کنترل دقیق فرآیندهای ذوب و خنک کننده دارد زیرا ممکن است جداسازی آلیاژ رخ دهد. این منجر به یک پاسخ عملیات حرارتی غیر یکنواخت می شود که می تواند بر صافی قطعات تمام شده تأثیر بگذارد. فورجینگ ها به طور قابل پیش بینی بیشتری به عملیات حرارتی پاسخ می دهند و ثبات ابعادی بهتری را ارائه می دهند.

آهنگری ها انعطاف پذیر هستند، تولید مقرون به صرفه با تقاضا سازگار است. برخی از ریخته‌گری‌ها، مانند ریخته‌گری‌های عملکردی خاص، به مواد گران‌قیمت و کنترل‌های فرآیند و زمان طولانی‌تری نیاز دارند. قالب باز و نورد حلقه نمونه‌هایی از فرآیندهای آهنگری هستند که با طول‌های مختلف تولید سازگار می‌شوند و زمان‌های تولید را کوتاه می‌کنند.

چگونه آهنگری با جوشکاری و ساخت مقایسه می شود؟

آهنگری ها اقتصاد تولید و صرفه جویی در مواد را ارائه می دهند. تولیدات جوشی در دوره های تولید با حجم بالا هزینه بیشتری دارند. در واقع، قطعات ساخته شده منبع سنتی تبدیل آهنگری با افزایش حجم تولید هستند. هزینه های اولیه ابزارآلات برای آهنگری را می توان با حجم تولید و صرفه جویی در مواد و اقتصاد ذاتی تولید آهنگری کاهش هزینه های نیروی کار، کاهش ضایعات و دوباره کاری و کاهش هزینه های بازرسی جذب کرد.

آهنگری ها قوی تر هستند. سازه های جوشی معمولاً عاری از تخلخل نیستند. هرگونه مزیت استحکامی حاصل از جوشکاری یا بست محصولات نورد استاندارد را می توان با عمل ضعیف جوشکاری یا اتصال از دست داد. جهت گیری دانه ای که در آهنگری به دست می آید، قطعات قوی تری می سازد.

فورجینگ ها طرح ها/بازرسی مقرون به صرفه ای را ارائه می دهند. یک مونتاژ جوشی چند جزئی نمی تواند با صرفه جویی در هزینه به دست آمده از آهنگری یک تکه با طراحی مناسب مطابقت داشته باشد. چنین ادغام قطعات می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در هزینه شود. علاوه بر این، جوشکاری ها به فرآیندهای بازرسی پرهزینه، به ویژه برای اجزای بسیار تحت فشار نیاز دارند. آهنگری اینطور نیست.

فورجینگ ها خواص متالورژیکی سازگارتر و بهتری را ارائه می دهند. گرمایش انتخابی و سرمایش غیریکنواختی که در جوشکاری اتفاق می‌افتد می‌تواند خواص متالورژیکی نامطلوبی مانند ساختار دانه‌ای ناسازگار ایجاد کند. در استفاده، یک درز جوش داده شده ممکن است به عنوان یک بریدگی متالورژیکی عمل کند که می تواند منجر به شکست قطعه شود. فورجینگ ها هیچ حفره داخلی ندارند که باعث خرابی غیرمنتظره تحت فشار یا ضربه شود.

فورجینگ ها تولید ساده ای را ارائه می دهند. جوشکاری و بست مکانیکی نیاز به انتخاب دقیق مواد اتصال، انواع و اندازه بست و نظارت دقیق بر عمل سفت کردن دارد که هر دو باعث افزایش هزینه های تولید می شوند. آهنگری تولید را ساده می کند و کیفیت و قوام بخش پس از قطعه را تضمین می کند.

آهنگری چگونه با میله ها/صفحات ماشینکاری شده مقایسه می شود؟

فورجینگ ها طیف وسیع تری از درجه های مواد مورد نظر را ارائه می دهند. اندازه و شکل محصولات ساخته شده از میله و صفحه فولادی محدود به ابعادی است که این مواد در آن عرضه می شوند. اغلب، آهنگری ممکن است تنها فرآیند فلزکاری موجود با درجه های خاص در اندازه های دلخواه باشد. آهنگری را می توان به لحاظ اقتصادی در طیف وسیعی از اندازه ها از قطعاتی که بزرگترین ابعاد آنها کمتر از 1 اینچ است تا قطعاتی با وزن بیش از 450000 پوند تولید کرد.

آهنگری ها برای استحکام بیشتر دارای دانه گرا هستند. میله ها و صفحات ماشینکاری شده ممکن است بیشتر مستعد خستگی و خوردگی تنشی باشند زیرا ماشینکاری الگوهای دانه مواد را برش می دهد. در بیشتر موارد، آهنگری ساختار دانه‌ای منطبق بر شکل قطعه ایجاد می‌کند که منجر به استحکام، شکل‌پذیری و مقاومت بهینه در برابر ضربه و خستگی می‌شود.

آهنگری باعث استفاده بهتر و اقتصادی تر از مواد می شود. صفحه برش شعله ای یک فرآیند بیهوده است، یکی از چندین مرحله ساخت که برای ساخت قطعاتی مانند حلقه ها یا هاب، موادی بیش از نیاز مصرف می کند. حتی بیشتر در ماشینکاری بعدی از دست می رود.

آهنگری ضایعات کمتری تولید می کند. تولید بیشتر و مقرون به صرفه تر آهنگری ها، به خصوص اشکال نزدیک به تور، استفاده بهتری از مواد می کنند و ضایعات کمی تولید می کنند. در دوره های تولید با حجم بالا، آهنگری مزیت هزینه تعیین کننده دارد.

فورجینگ ها به عملیات ثانویه کمتری نیاز دارند. همانطور که ارائه می شود، برخی از گریدهای میله و صفحه نیاز به عملیات اضافی مانند چرخش، سنگ زنی و پرداخت برای حذف بی نظمی های سطحی و دستیابی به پایان مطلوب، دقت ابعادی، توانایی ماشین و استحکام دارند. غالباً آهنگرها را می توان بدون عملیات ثانویه گران قیمت وارد خدمت کرد.

چگونه آهنگری با قطعات فلزی پودری (P/M) مقایسه می شود؟

آهنگری ها قوی تر هستند. خواص مکانیکی استاندارد پایین (به عنوان مثال استحکام کششی) نمونه ای از قطعات P/M است. جریان دانه آهنگری استحکام را در نقاط تنش بحرانی تضمین می کند.

فورجینگ ها یکپارچگی بالاتری را ارائه می دهند. برای جلوگیری از عیوب P/M نیاز به اصلاح یا نفوذ گران قیمت جزئی است. هر دو فرآیند هزینه ها را اضافه می کنند. پالایش دانه قطعات آهنگری، سلامت فلز و عدم وجود نقص را تضمین می کند.

فورجینگ ها به عملیات ثانویه کمتری نیاز دارند. اشکال خاص P/M، رزوه ها و سوراخ ها و تلورانس های دقیق ممکن است نیاز به ماشینکاری گسترده داشته باشند. عملیات آهنگری ثانویه اغلب می تواند تا پایان ماشینکاری، حفاری سوراخ و سایر مراحل ساده کاهش یابد. استحکام ذاتی آهنگری منجر به پرداخت های ثابت و عالی سطح ماشینکاری شده می شود.

آهنگری انعطاف پذیری طراحی بیشتری را ارائه می دهد. اشکال P/M محدود به آنهایی هستند که می توانند در جهت فشار بیرون بیایند. آهنگری امکان طراحی قطعاتی را فراهم می کند که به اشکال در این جهت محدود نمی شوند.

آهنگری ها از مواد کم هزینه استفاده می کنند.مواد اولیه برای قطعات P/M با کیفیت بالا معمولاً پودرهای اتمیزه شده با آب، از پیش آلیاژ شده و آنیل شده هستند که قیمت هر پوند آن به طور قابل توجهی بیشتر از فولادهای میله ای است.

برای شروع پروژه آهنگری بعدی خود، با ما تماس بگیرید تا قیمت را درخواست کنید و شخصی از تیم ما با شما تماس خواهد گرفت.