विभिन्न धातु फोर्जिंग विधियों को समझना

टूलींग द्वारा फोर्जिंग डाई/टूलिंग की एक पंक्ति जिसका उपयोग फोर्ज्ड ऑटोमोटिव घटकों के लिए किया जाएगा फोर्जिंग उद्योग में "डाई" और "टूलिंग" शब्द अक्सर एक दूसरे के स्थान पर उपयोग किए जाते हैं। वे उस उपकरण को संदर्भित करते हैं जिसका उपयोग (आमतौर पर पहले से गरम) बिलेट, पिंड, प्रीफॉर्म या बार को आकार देने के लिए किया जाता है। उपयोग किए जाने वाले टूलींग द्वारा फोर्जिंग की तुलना करते समय, तीन प्राथमिक विधियाँ होती हैं: इंप्रेशन डाई, ओपन डाई और रोल्ड रिंग।

इंप्रेशन डाई फोर्जिंग

इंप्रेशन डाई फोर्जिंग के साथ, धातु को दो कस्टम डाई के बीच निचोड़ा/संपीड़ित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक में अंतिम भाग के आकार की पूर्व-कट प्रोफाइल/गुहाएं (या इंप्रेशन) होती हैं।

फिर, मैकेनिकल प्रेस या ड्रॉप हैमर जैसे विभिन्न प्रकार के उपकरणों का उपयोग करके, बिलेट या प्रीफॉर्म को संपीड़ित किया जाता है, जबकि यह प्लास्टिक विरूपण से गुजरता है। प्रत्येक इंप्रेशन में, वर्कपीस को गुहा में धकेल दिया जाता है क्योंकि फ्लैश (अतिरिक्त धातु) डाई में बह जाती है। जैसे ही फ्लैश ठंडा होता है, इंप्रेशन में दबाव बनता है जो अधिक समान घटक सुनिश्चित करने में मदद करता है। फिर, फ़्लैश को या तो मैन्युअल रूप से या ट्रिमिंग डाइज़ के साथ हटा दिया जाता है।

इंप्रेशन डाई फोर्जिंग का उपयोग मुख्य रूप से जटिल सममित और असममित जाली घटकों के निर्माण के लिए किया जाता है। ओपन डाई फोर्जिंग की तुलना में यह विधि निकट सहनशीलता भी प्राप्त कर सकती है।

डाई फोर्जिंग खोलें

ओपन डाई फोर्जिंग में, एक वर्कपीस (पिंड, बार, बिलेट, या प्रीफॉर्म) ऊपरी और निचले फ्लैट-फेस वाले डाई के बीच विकृत हो जाता है, और वर्कपीस की गति ही काफी हद तक अंतिम भाग को आकार देने में मदद करती है।

फ्लैट-फेस वाले डाई और हथौड़ों (या प्रेस) के अलावा, ऐसे अन्य उपकरण भी हैं जिनका उपयोग खुले डाई फोर्जिंग में किया जा सकता है, जिनमें सैडल, ब्लॉक, रिंग, मैंड्रेल और पंच शामिल हैं।

ओपन डाई फोर्जिंग में बने घटक आमतौर पर आकार में सरल होते हैं (लंबे और आयताकार, सपाट और गोल, आदि) और फोर्जिंग प्रक्रिया के बाद इन्हें आगे मशीनीकृत किया जा सकता है।

ओपन डाई फोर्जिंग का उपयोग सभी आकारों के घटकों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, लेकिन, जब जटिलता की बात आती है, तो इंप्रेशन डाई फोर्जिंग आमतौर पर ओपन डाई फोर्जिंग की तुलना में पसंदीदा तरीका है।

रोल्ड रिंग फोर्जिंग

टूलींग द्वारा अंतिम विधि रोल्ड रिंग फोर्जिंग है। इंप्रेशन डाई और ओपन डाई के विपरीत, रोल फोर्जिंग विधि डाई का उपयोग नहीं करती है, और इसका उपयोग बहुत विशिष्ट आकार: छल्ले बनाने के लिए किया जाता है।

इस फोर्जिंग प्रक्रिया का उपयोग सभी प्रकार और आकार की सीमलेस अंगूठियां बनाने के लिए किया जा सकता है। मशीनिंग, कटिंग और कास्टिंग की तुलना में रोल फोर्जिंग को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि यह कड़ी सहनशीलता के लिए घटकों का उत्पादन कर सकता है। इसके अतिरिक्त, कास्टिंग के विपरीत, फोर्जिंग आंतरिक छिद्र को समाप्त कर देती है, जिससे रेंगना, थकान और अन्य समस्याएं कम हो जाती हैं।

रोल फोर्जिंग में, स्टॉक आमतौर पर पहले से तैयार किया जाता है। रोल फोर्जिंग में प्रयुक्त प्रीफॉर्म तकनीक को पंचिंग कहा जाता है। जैसा कि नाम से पता चलता है, स्टॉक में एक छेद किया जाता है, जिससे डोनट का आकार बनता है। फिर, अंतिम घटक तैयार होने तक प्रीफॉर्म को रोलिंग मिल के माध्यम से चलाया जाता है।

रोल फोर्जिंग द्वारा सभी प्रकार के घटक बनाए जा सकते हैं, जिनमें इंजन बेयरिंग, व्हील बेयरिंग, फ्लैंज और गियर शामिल हैं।

तापमान द्वारा फोर्जिंग प्रक्रियाएं

धातु फोर्जिंग प्रक्रियाओं को वर्कपीस के वास्तविक तापमान के आधार पर भी वर्गीकृत किया जा सकता है। विभिन्न तापमान धातु की प्लास्टिसिटी, टुकड़े की अंतिम गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं, और ताकत, लचीलापन और प्रभाव या थकान के प्रतिरोध सहित घटक के कई अंतिम यांत्रिक गुणों को निर्धारित कर सकते हैं।

तापमान के आधार पर फोर्जिंग को वर्गीकृत करते समय, तीन प्राथमिक विधियाँ होती हैं: गर्म, गरम और ठंडा।

गरम फोर्जिंग

गर्म फोर्जिंग में, आम तौर पर डाई/टूलींग को एक विशिष्ट तापमान पर पहले से गर्म किया जाता है और फिर वर्कपीस को पूर्व निर्धारित तापमान पर गर्म किया जाता है। गर्म फोर्जिंग में उपयोग किया जाने वाला तापमान उपयोग किए जा रहे कच्चे माल, उत्पादित किए जा रहे घटक और किसी विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर भिन्न होता है।

गर्म फोर्जिंग में, गर्मी धातु को अधिक लचीला बनाती है, और गर्म धातु को निचोड़ने वाले डाई का लगातार दबाव अधिक परिष्कृत अनाज संरचना का उत्पादन करता है और इस प्रकार मजबूत, अधिक लचीले घटकों का निर्माण करता है।

गर्म फोर्जिंग

गर्म फोर्जिंग में, एक वर्कपीस को एक विशिष्ट सीमा के भीतर गर्म किया जाता है: कार्य सख्त तापमान से ऊपर, लेकिन स्केलिंग तापमान से नीचे।

गर्म फोर्जिंग में जाली उत्पादों की एक श्रृंखला शामिल होती है जिसके लिए ठंडे फोर्जिंग के खर्च और कड़ी सहनशीलता या गर्म फोर्जिंग की उच्च शक्ति उपज की आवश्यकता नहीं होती है। गर्म धातु फोर्जिंग का उपयोग आम तौर पर उन हिस्सों के लिए किया जाता है जो पहले से ही अपने अंतिम आकार के करीब होते हैं, जैसे शाफ्ट और गियर।

शीत फोर्जिंग

जैसा कि नाम से पता चलता है, कोल्ड फोर्जिंग प्रक्रिया ठंडे तापमान (कमरे के तापमान से कुछ सौ डिग्री के बीच कहीं भी) पर की जाती है।

कोल्ड फोर्जिंग, उत्पादित होने वाले घटक के प्रकार के आधार पर, झुकने, गढ़ने, रोल करने और बाहर निकालने सहित अन्य प्रक्रियाओं का भी उपयोग करता है। प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली धातु को आमतौर पर फोर्जिंग प्रक्रिया के दौरान एनील्ड या नरम किया जाता है, और घर्षण गर्मी को रोकने के लिए इस प्रक्रिया के दौरान निरंतर स्नेहन की आवश्यकता होती है।

हालाँकि कोल्ड फोर्जिंग बेहद सटीक है, और अक्सर इसके लिए बहुत कम या कोई परिष्करण कार्य की आवश्यकता नहीं होती है, जटिल, कस्टम फोर्जिंग के लिए हॉट फोर्जिंग अभी भी पसंदीदा तरीका है। इसके अतिरिक्त, जो घटक कोल्ड-फोर्ज्ड होते हैं उनमें अवशिष्ट तनाव होने की अधिक संभावना होती है, जो अंततः दरार, विकृति और अन्य समस्याओं का कारण बन सकता है।