Giả mạo: Một phân tích toàn diện về lợi thế, đặc điểm và quy trình
Foring là một công nghệ làm việc bằng nhựa cốt lõi trong các lĩnh vực sản xuất cơ học và luyện kim. Nguyên tắc cốt lõi của nó liên quan đến việc áp dụng lực bên ngoài vào các phôi kim loại bằng cách sử dụng các thiết bị như rèn búa và máy ép, khiến chúng phải trải qua biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao (rèn nóng) hoặc nhiệt độ phòng (rèn lạnh), do đó có được phôi hoặc khoảng trống đáp ứng các yêu cầu về hình dạng, kích thước và tính chất cơ học. So với các phương pháp xử lý như đúc và cắt, rèn được đặc trưng bởi "tối ưu hóa cấu trúc bên trong của kim loại và cải thiện các tính chất cơ học của các thành phần" và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thiết bị cao cấp. Dưới đây là một lời giải thích chi tiết từ ba chiều: Ưu điểm, đặc điểm và quy trình.
I. Ưu điểm cốt lõi của việc rèn
Bằng cách thay đổi cấu trúc bên trong và hình dạng của phôi kim loại thông qua lực bên ngoài, các lợi thế rèn được tập trung vào các tính chất cơ học, sử dụng vật liệu và khả năng thích ứng với các kịch bản ứng dụng:
1. Tính chất cơ học kim loại được cải thiện đáng kể với độ tin cậy thành phần cao
Cấu trúc bên trong tối ưu hóa: Trong quá trình rèn, các khiếm khuyết như độ xốp đúc, lỗ khí và khoang co ngót trong phôi kim loại được nén chặt. Các hạt được tinh chế và hình thành "các đường dòng sợi" (dòng dòng kim loại) dọc theo hướng ứng suất, tăng các tính chất cơ học chính như độ bền kéo, cường độ năng suất và độ bền của tác động của thành phần từ 30% đến 50% so với đúc.
Thích ứng với điều kiện làm việc cực đoan: Các thành phần giả mạo có khả năng chống mỏi và khả năng chống va đập tuyệt vời, và có thể chịu được môi trường khắc nghiệt như tải xen kẽ dài hạn, áp suất cao và nhiệt độ cao. Chúng là "quy trình ưa thích cho các thành phần chịu tải cốt lõi" trong các thiết bị cao cấp như hàng không vũ trụ (đĩa tuabin động cơ), vận chuyển đường sắt (trục bánh xe) và máy móc xây dựng (trục khuỷu).
2. Sử dụng vật liệu cao với chi phí sản xuất có thể kiểm soát được
Giảm chất thải vật liệu: rèn hình dạng các thành phần thông qua "biến dạng dẻo" mà không loại bỏ một lượng lớn vật liệu dư thừa. Tỷ lệ sử dụng vật liệu có thể đạt 70% đến 95% (rèn chết chính xác thậm chí vượt quá 90%), cao hơn nhiều so với việc cắt xử lý (thường chỉ 30% đến 50%).
Chi phí xử lý tiếp theo thấp hơn: Các quy trình như rèn chết và rèn chính xác có thể trực tiếp tạo ra khoảng trống "gần n-net hình" gần với kích thước sản phẩm hoàn chỉnh, làm giảm đáng kể khối lượng công việc của các quy trình cắt tiếp theo như biến và phay, đặc biệt phù hợp để kiểm soát chi phí trong các kịch bản sản xuất hàng loạt.
3. Khả năng thích ứng vật liệu rộng và tính linh hoạt của quá trình mạnh mẽ
Khả năng tương thích vật liệu: Nó có thể xử lý hầu hết tất cả các vật liệu kim loại có thể tha thứ, bao gồm thép carbon, thép hợp kim, hợp kim nhôm, hợp kim titan, hợp kim đồng, v.v.
Khả năng tương thích sản phẩm: Từ các bộ phận chính xác nhỏ (như khoảng trống bánh răng và bu lông) đến các thành phần lớn nặng (như vận động viên tuabin hydro 10.000 tấn và đầu tàu áp suất năng lượng hạt nhân), và từ các trục đơn giản đến các bộ phận có hình dạng đặc biệt phức tạp (như lưỡi dao động cơ), tất cả đều có thể được hình thành.
4. Tính ổn định thứ nguyên tốt của các thành phần và tính nhất quán chất lượng cao
Biến dạng của các phôi kim loại trong quá trình rèn được kiểm soát nghiêm ngặt bởi những cái chết (rèn chết) hoặc các thông số thiết bị (rèn mở). Cụ thể, dung sai kích thước của việc rèn chết có thể được kiểm soát ổn định ở IT12 đến IT10 và độ nhám bề mặt đạt RA6.3 đến RA12.5μm. Trong quá trình sản xuất hàng loạt, các tính chất cơ học và độ chính xác kích thước của các thành phần có biến động nhỏ, và tính nhất quán chất lượng tốt hơn so với các vật đúc.
Ii. Đặc điểm chính của rèn
Các đặc điểm kỹ thuật của rèn được xác định bởi logic cốt lõi của "Biến dạng nhựa kim loại + tải lực bên ngoài + Kiểm soát nhiệt độ", với nhận dạng quy trình riêng biệt:
1. Tập trung vào "biến dạng dẻo rắn" và phụ thuộc vào đặc tính dòng kim loại
Bản chất của việc rèn là sử dụng "độ dẻo" của kim loại ở một nhiệt độ nhất định (khả năng trải qua biến dạng vĩnh viễn mà không bị phá vỡ dưới lực bên ngoài). Hình dạng được thay đổi thông qua các nguyên tử bên trong phôi và tổ chức lại các hạt. Toàn bộ quá trình không trải qua sự thay đổi pha từ "chất lỏng sang rắn", do đó giữ lại độ nén vốn có của kim loại.
2. Nhiệt độ như một tham số kiểm soát chính, được phân loại thành "rèn nóng", "rèn lạnh" và "rèn ấm"
Nóng rèn: phôi được làm nóng trên "nhiệt độ kết tinh lại" (ví dụ: 1000-1250 đối với thép carbon, 350-500 ℃ cho hợp kim nhôm). Tại thời điểm này, kim loại có độ dẻo cao và điện trở biến dạng thấp, phù hợp để hình thành các thành phần lớn và phức tạp, nhưng quy mô oxit cần phải được loại bỏ sau đó.
Lạnh rèn: phôi được rèn ở nhiệt độ phòng. Kim loại có điện trở biến dạng cao nhưng độ chính xác cao (dung sai IT9-IT7) và bề mặt mịn (RA1.6-RA3.2μm). Không cần làm sạch quy mô sưởi ấm hoặc oxit, phù hợp cho các bộ phận chính xác nhỏ (như bu lông và bánh răng).
Giảm ấm: phôi được làm nóng giữa "nhiệt độ phòng và nhiệt độ kết tinh lại" (ví dụ: 600-800 cho thép carbon). Nó kết hợp khả năng chống biến dạng thấp của rèn nóng và độ chính xác cao của rèn lạnh, và là một quá trình hiệu quả được phát triển trong những năm gần đây.
3. Phương pháp tải lực bên ngoài xác định loại quy trình với sự phụ thuộc thiết bị mạnh
Tải trọng lực bên ngoài của việc rèn dựa trên các thiết bị chuyên dụng và các phương pháp tải khác nhau tương ứng với các quá trình khác nhau: rèn búa đạt được biến dạng nhanh thông qua "tải trọng tác động" (phù hợp cho việc rèn mở và rèn chết nhỏ); Nhấn áp dụng tải chậm thông qua "áp suất tĩnh" (thích hợp cho rèn chết lớn và rèn chính xác); Máy rèn cuộn đạt được sự hình thành của các bộ phận trục dài thông qua "biến dạng cuộn" (như đường ray thép và trục). Trọng tải và độ chính xác của thiết bị trực tiếp xác định kích thước và chất lượng tối đa của việc rèn.
4. Rõ ràng là "dòng chảy sợi" trong các sản phẩm thành phẩm có tính chất cơ học dị hướng
Các đường dòng sợi kim loại được hình thành bằng cách rèn được phân phối dọc theo hình dạng của thành phần (ví dụ, các đường dòng sợi của trục khuỷu uốn cong với hình dạng của trục khuỷu). Các tính chất cơ học (cường độ kéo, điện trở va chạm) của thành phần dọc theo hướng dòng chảy cao hơn nhiều so với các hướng theo hướng dòng chảy ngang. "Anisotropy" này là một trong những đặc điểm cốt lõi của việc rèn kết vượt trội so với đúc và là yếu tố quan trọng cần được xem xét trong thiết kế.
Iii. Liên kết quy trình chính và phân loại rèn
Các quy trình giả mạo cần được xây dựng dựa trên các tính chất vật liệu, yêu cầu sản phẩm và khả năng thiết bị, chủ yếu bao gồm bốn liên kết: "Chuẩn bị phôi - sưởi ấm - biến dạng - điều trị tiếp theo". Các phân loại cụ thể như sau:
(I) Liên kết quy trình cốt lõi
1. Chuẩn bị sơ bộ: Đặt nền tảng để hình thành
Lựa chọn và chuẩn bị phôi: Chọn các phôi như thép tròn và thép vuông theo kích thước sản phẩm hoàn chỉnh. Cắt phôi bằng cách cưa, cắt, v.v., để đảm bảo lỗi trọng lượng phôi là ≤5% (để tránh hình thành không đủ hoặc chất thải vật liệu); "Ủ hình cầu" là cần thiết cho các phôi rèn lạnh (để giảm độ cứng và cải thiện độ dẻo).
Làm nóng: Các phôi rèn nóng cần được làm nóng đến nhiệt độ mục tiêu trong các lò sưởi (lò điện trở, lò gas). Kiểm soát nghiêm ngặt tốc độ gia nhiệt (để tránh nứt phôi) và giữ thời gian (để đảm bảo nhiệt độ bên trong đồng đều) để ngăn ngừa quá nóng (hạt thô) hoặc đốt (quá trình oxy hóa bề mặt nghiêm trọng).
2. Biến dạng cốt lõi: đạt được hình dạng và kiểm soát hiệu suất
Hình thành giả mạo: Đặt phôi được làm nóng vào một thiết bị rèn hoặc rèn rèn, và đạt được biến dạng thông qua một hoặc nhiều tải-rèn mở dựa vào các hoạt động của công nhân để tạo thành phôi trên đe (phù hợp với lô nhỏ một mảnh và các bộ phận lớn); Chết rèn buộc phôi phải hình thành qua khoang của các dies trên và dưới (thích hợp cho lô trung bình và các bộ phận phức tạp); Biên độ chính xác đòi hỏi phải chết chính xác cao và nhấn để trực tiếp thu được các sản phẩm hoàn chỉnh gần n-net.
Giảm bớt và cắt tỉa: Sau khi hình thành, việc rèn chết được lấy ra và "đèn flash" (kim loại dư thừa tràn khoang trong khi biến dạng) được loại bỏ thông qua một khuôn cắt; "Phát hành chất bôi trơn tác nhân" là cần thiết để rèn lạnh (để giảm hao mòn và các vết trầy xước phôi).
3. Điều trị tiếp theo: Tối ưu hóa hiệu suất và độ chính xác
Xử lý nhiệt: Thực hiện xử lý nhiệt như bình thường hóa (sàng lọc hạt), dập tắt và ủ (cải thiện sức mạnh và độ bền), và dập tắt nhiệt độ (có được độ cứng cao) theo yêu cầu loại bỏ căng thẳng rèn và kiểm soát tính chất cơ học.
Làm sạch và hoàn thiện: Làm sạch bề mặt bằng cách bắn peening (loại bỏ thang đo oxit và cải thiện độ cứng bề mặt), ngâm (làm sạch lớp oxit còn lại), v.v .; Thực hiện xử lý tiếp theo như mài và phay trên các phần chính xác để đảm bảo độ chính xác chiều cuối cùng.
Kiểm tra chất lượng: Đảm bảo trình độ sản phẩm thông qua kiểm tra ngoại hình (vết nứt bề mặt, dư lượng flash), đo kích thước (calipers, micromet), thử nghiệm không phá hủy (kiểm tra siêu âm cho khuyết tật bên trong) và kiểm tra tính chất cơ học (kéo dài, kiểm tra tác động).
(Ii) Các quy trình rèn đặc biệt
Bột rèn: Bột kim loại được ép thành phôi, sau đó thiêu kết và rèn. Nó kết hợp các ưu điểm của luyện kim bột và rèn, phù hợp cho các bộ phận nhỏ với độ bền cao và hình dạng phức tạp (như bánh răng và tay áo mang).
Bệnh lý đường đẳng nhiệt: Được hình thành trong khuôn nhiệt độ không đổi, phù hợp với "vật liệu khó khăn" như hợp kim titan và siêu hợp chất. Nó có thể làm giảm khả năng chống biến dạng và đảm bảo hình thành độ chính xác (như đĩa tuabin động cơ aero).
Chất lỏng chết rèn: kim loại lỏng được tiêm vào khuôn và ngay lập tức được điều áp. Nó kết hợp các lợi thế của đúc (hình dạng phức tạp) và rèn (cấu trúc dày đặc), phù hợp với các thành phần hợp kim nhôm và hợp kim magiê (như trung tâm bánh xe ô tô).
Liên hệ với bây giờ