Tìm hiểu các phương pháp rèn kim loại khác nhau

Rèn bằng dụng cụ Một hàng khuôn/dụng cụ sẽ được sử dụng để rèn các bộ phận ô tô. Các từ “khuôn” và “công cụ” thường được sử dụng thay thế cho nhau trong ngành rèn. Chúng đề cập đến thiết bị được sử dụng để tạo hình phôi, phôi, phôi hoặc thanh (thường được nung nóng trước). Khi so sánh việc rèn bằng dụng cụ được sử dụng, có ba phương pháp chính: khuôn dập, khuôn mở và vòng cán.

Rèn khuôn ấn tượng

Với việc rèn khuôn ấn tượng, kim loại được ép/nén giữa hai khuôn tùy chỉnh mà mỗi khuôn đều có các biên dạng/khoang (hoặc lỗ hiển thị) được cắt sẵn của hình dạng bộ phận cuối cùng.

Sau đó, bằng cách sử dụng nhiều loại thiết bị khác nhau, như máy ép cơ học hoặc búa thả, phôi hoặc phôi được nén trong khi nó trải qua biến dạng dẻo. Trong mỗi lần ấn, phôi bị ép vào khoang khi tia chớp (kim loại dư) chảy ra khuôn. Khi đèn flash nguội đi, áp suất tích tụ trong ấn tượng giúp đảm bảo thành phần đồng nhất hơn. Sau đó, đèn flash được tháo ra bằng tay hoặc bằng khuôn cắt.

Việc rèn khuôn ấn tượng chủ yếu được sử dụng để sản xuất các bộ phận rèn đối xứng và bất đối xứng phức tạp. Phương pháp này cũng có thể đạt được dung sai gần hơn khi so sánh với phương pháp rèn khuôn mở.

Rèn khuôn mở

Trong quá trình rèn khuôn mở, phôi (phôi, thanh, phôi hoặc phôi) bị biến dạng giữa khuôn mặt phẳng trên và dưới, và chuyển động của phôi chính là yếu tố giúp định hình phần cuối cùng.

Ngoài khuôn mặt phẳng và búa (hoặc máy ép), còn có các công cụ khác có thể được sử dụng trong quá trình rèn khuôn mở, bao gồm yên ngựa, khối, vòng, trục gá và chày.

Các bộ phận được chế tạo trong khuôn rèn mở thường có hình dạng đơn giản (dài và hình chữ nhật, phẳng và tròn, v.v.) và có thể được gia công thêm sau quá trình rèn.

Rèn khuôn mở được sử dụng để sản xuất các bộ phận thuộc mọi kích cỡ, nhưng, khi nói đến độ phức tạp, rèn khuôn ấn tượng thường là phương pháp được ưa chuộng hơn so với rèn khuôn mở.

Rèn vòng cuộn

Phương pháp cuối cùng bằng dụng cụ là rèn vòng cuộn. Không giống như khuôn dập và khuôn hở, phương pháp rèn cuộn không sử dụng khuôn và nó được sử dụng để tạo ra các hình dạng rất cụ thể: vòng.

Quá trình rèn này có thể được sử dụng để tạo ra tất cả các loại và kích cỡ của các vòng liền mạch. Rèn cuộn được ưa chuộng hơn gia công, cắt và đúc vì nó có thể tạo ra các bộ phận có dung sai chặt chẽ. Ngoài ra, việc rèn giúp loại bỏ độ xốp bên trong, không giống như đúc, giúp giảm hiện tượng rão, mỏi và các vấn đề khác.

Trong quá trình rèn cuộn, phôi thường được tạo hình sẵn. Kỹ thuật tạo phôi được sử dụng trong rèn cuộn được gọi là đột dập. Đúng như tên gọi, một lỗ được đục vào phần báng, tạo thành hình bánh rán. Sau đó, phôi được chạy qua máy cán cho đến khi thành phần cuối cùng được tạo ra.

Tất cả các loại thành phần có thể được tạo ra bằng cách rèn cuộn, bao gồm vòng bi động cơ, vòng bi bánh xe, mặt bích và bánh răng.

Quá trình rèn theo nhiệt độ

Quá trình rèn kim loại cũng có thể được phân loại theo nhiệt độ thực tế của phôi. Nhiệt độ khác nhau ảnh hưởng đến độ dẻo của kim loại, chất lượng cuối cùng của chi tiết và có thể xác định nhiều tính chất cơ học cuối cùng của thành phần, bao gồm độ bền, độ dẻo và khả năng chống va đập hoặc mỏi.

Khi phân loại rèn theo nhiệt độ, có ba phương pháp chính: nóng, ấm và lạnh.

Rèn nóng

Trong quá trình rèn nóng, thông thường khuôn/dụng cụ được làm nóng trước đến nhiệt độ cụ thể và sau đó bản thân phôi được làm nóng đến nhiệt độ xác định trước. Nhiệt độ được sử dụng trong quá trình rèn nóng thay đổi tùy theo nguyên liệu thô được sử dụng, thành phần đang được sản xuất và bất kỳ yêu cầu ứng dụng cụ thể nào.

Trong quá trình rèn nóng, nhiệt làm cho kim loại dẻo hơn và áp suất nhất quán của khuôn ép kim loại nóng tạo ra cấu trúc hạt tinh tế hơn và do đó các thành phần bền hơn, dẻo hơn.

Rèn ấm

Trong quá trình rèn ấm, phôi được làm nóng trong một phạm vi cụ thể: trên nhiệt độ đông cứng gia công, nhưng dưới nhiệt độ đóng cặn.

Rèn ấm bao gồm một loạt các sản phẩm rèn không yêu cầu chi phí và dung sai chặt chẽ của rèn nguội hoặc năng suất cường độ cao hơn của rèn nóng. Rèn kim loại ấm thường được sử dụng cho các bộ phận đã gần giống với hình dạng cuối cùng của chúng, chẳng hạn như trục và bánh răng.

Rèn nguội

Đúng như tên gọi, quá trình rèn nguội được thực hiện ở nhiệt độ mát hơn (trong khoảng nhiệt độ phòng đến vài trăm độ).

Rèn nguội cũng sử dụng các quy trình khác bao gồm uốn, đúc, cán và ép đùn, tùy thuộc vào loại thành phần đang được sản xuất. Kim loại được sử dụng trong quy trình này cũng thường được ủ hoặc làm mềm trong quá trình rèn và cần phải bôi trơn liên tục trong quá trình này để ngăn nhiệt ma sát.

Mặc dù rèn nguội cực kỳ chính xác và thường đòi hỏi ít hoặc không cần công việc hoàn thiện, nhưng rèn nóng vẫn là phương pháp được ưa chuộng để rèn phức tạp, tùy chỉnh. Ngoài ra, các bộ phận được rèn nguội có nhiều khả năng chứa ứng suất dư, cuối cùng có thể dẫn đến nứt, cong vênh và các vấn đề khác.