آهنگری: تفاوت میان نسخه‌ها

 

== فرایندهای آهنگری ==

قالب های فورج برای فرم دهی و شکل دهی فلزات در تولید انبوه استفاده می شود که گاهی با حرارت دهی قطعات کار و گاهی بدون حرارت دهی صورت می گیرد. قالب های فورج به دو دسته تقسیم می شوند:

 

در روش فورج گرم با قالب بسته ی ، قطعه ی كار (لقمه) بین دو نیمه قالب قرار می گیرد و بر اثر نیروی فشاری یا ضربه ای پرس های هیدرولیكی یا مكانیكی و یا چكش های سقوطی، فرم قالب را به خود می گیرد. برای ساخت این قالب های فورج، از فولادهای گرم كار كه دارای چقرمگی و استحكام تسلیم بالایی باشند استفاده می كنند. گاهی بر اساس شكل و نوع قطعه برای رسیدن به فرم نهایی از چندین قالب و چند مرحله فورج كاری استفاده می شود، زیرا با یك عمل پرس كاری، تولید قطعه كامل ، میسر نخواهد بود و قطعه ی كار به مرور و طی چند مرحله باید شكل نهایی را كسب نماید.

 

در فورج با قالب حفره دار قطعه خام توسط نیروهای فشاری پرس به شكل حفره های قالب در می آید .توجه شود كه مقداری از ماده بین دو نیمه قالب به صورت زائده باقی میماند. زائده نقش بسیار مهمی در جریان ماده در قالب های حفره دار ایفا میكند . این زائده كوچك سریعا خنك می شود و به سبب مقاومت اصطكاكی، مادة داخل حفره های قالب را تحت فشار بالا قرار میدهد و باعث پر شدن كامل حفره های قالب میشود.

 

با استفاده از روش فورج دقیق میتوان این عملیات را به حداقل رساند . قطعه هایی كه با استفاده از فورج تولید میشود را نیز میتوان با سایر روشها نظیر ریخته گری، متالورژی پودر و ماشین كاری تولید نمود وهمانطوركه انتظارمیرود هركدام ازاین روشها دارای مزایا و محدودیتهای مربوط به خود از نظر استحكام ، چقرمگی، دقت ابعادی سطح پایانی و نقصهای ساختاری هستند .

 

در این دستگاه ها سر میله یا لوله ای را که می خواهند به شکلهای معین در آورند , گرم و در قالب های پرس می کوبند و به عبارتی قطر یک لوله به طور موضعی با اعمال ضربات چکش یا فشردن پرس در جهت محور میله افزایش می یابد.

 

فرآیندی است که در آن , ضمن کاهش ضخامت انواع میله های گرد یا مستطیلی , طول آنها افزایش می یابد. این روش به منظور تهیه قطعاتی مانند محور چرخ اتومبیل, میله های با مقطع متغییر بکار می رود. دستگاه دو غلطک نیم استوانه دارد که بر روی آن شیارهایی با مقاطع مورد نظر ایجاد شده است.

 

در این روش آهنگری, شکلدهی فلز با نیروی بسیار زیاد در مدت زمان کوتاهی در قالبهای بسته در حالتهای گرم و سرد انجام می شود. قطعه کار مورد استفاده باید دارای قابلیت شکل دهی زیاد باشد تا در هنگام عملیات آهنگری در آن شکست بوجود نیاید. با استفاده از این روش می توان قطعات را در یک مرحله تولید نمود. همچنین با این روش می توان قطعاتی را تولید کرد که تولیدشان با روشهای دیگر آهنگری , مشکلاتی دارد. از طرفی تولید قطعه با دقت ابعادی زیاد کمترین مقدار ماشینکاری همراه است. لازم به ذکر است که این روش بیشتر برای تولید قطعات متقارن بکار می رود. از دیگر محدودیت های این روش , این است که برای تولید قطعات فولادی از قبیل فولا ضد زنگ و فلزات مقاوم در برابر حرارت تا وزن 25 پوند مناسب است.

 

در این فرآیند با استفاده از یک حدیده و وارد کردن ضربات مکرر, می توان قطر لوله یا میله را کم کرد. به عنوان مثال به منظور تنگ کردن و شکل دادن دهانه مخزن گاز از این روش استفاده می شود. 

 

 سكه زنی اساسا یك فرایند فورج قالب بسته برای شكل دادن سكه ها ، مدال ها وجواهرات میباشد . برای رسیدن به ابعاددقیق به فشارهایی تا پنج یا شش برابر استحكام ماده نیاز است . دراین فرایند از مواد روانكار نمی توان استفاده نمود زیرا باعث پرشدن حفره های قالب شده ودر این فشارهای اعمالی رفتار غیر قابل تراكم داشته واز شكل دهی دقیق قطعه جلوگیری میكنند. از فرایند سكه زنی با فورج برای ایجاد دقت ابعادی روی سایر قطعات نیزاستفاده میشود. این فرایند ، اندازه كردن  نامیده می شود. فرایند اندازه كردن به همراه فشارهای بالا و تغییر شكل قطعه میباشد. حك كردن حروف و اعداد روی قطعات را میتوان با فرایندی شبیه به سكه زنی با سرعت انجام داد.

 

=== آهنگری چرخشی ===

 

طراحی فالبهای فورج به دانش زیادی دربارة خواص استحكام، چكش خواری، حساسیت به نرخ تغییرشكل و دما، اصطكاك و شكل قطعه نیاز دارد. اعوجاج قالب تحت بارهای بالاخصوصا در تولید قطعات با تلرانس كم قابل ملاحظه میباشد.  مهمترین قانون در طراحی قالب این است كه قطعه در هنگام عملیات فورج در جهتی كه دارای كمترین مقاومت است جریان می یابد.

 

در فرایند فورج، خصوصا برای قطعات پیچیده میتوان از قالب های چندتكه به جای قالب های یك تكه استفاده نمود .این موضوع باعث كاهش هزینه های ساخت قالب های مشابه می شود این تكه ها ( مغزها ) را میتوان از مواد پراستحكام تر و سخت تر ساخت و در صورت فرسایش و شكست این تكه ها میتوان آنها را به راحتی میتوان تعویض نمود.

 

 اغلب عملیات فورج خصوصا در مورد قطعات بزرگ، در دماهای بالا انجام میشود. بنابراین مواد قالب بایستی :

 

انتخاب جنس قالب به فاكتورهایی نظیر : ابعاد قالب ، تركیب و خواص قطعه،  پیچیده بودن قطعه، دمای فورج، نوع فرایند فورج ،هزینة مواد قالب و تیراژ قطعه بستگی دارد. همچنین انتقال حرارت از قطعة داغ به قالب فاكتور مهمی میباشد از مواد ی كه معمولا در ساخت قالبهای فورج استفاده میشود ، میتوان به فولادهای دارای كرم، نیكل، مولیبدن و وانادیم اشاره نمود.

 

روانكارها به شدت بر میزان اصطكاك و سایش تاثیر میگذارند . بنابراین در مقدار نیروها و جریان فلز به داخل حفره ها موثرند . همچنین به عنوان حایل حرارتی بین قطعة داغ و قالب نسبتا خنك عمل كرده ، باعث پایین آمدن نرخ خنك شوندگی قطعه و بهبود جریان فلز میگردد. نقش مهم دیگر روانكار عملكردن به عنوان عامل جدایش و جلوگیری كننده از چسبیدن قطعه به قالب میباشد.