Giả mạo: Ý nghĩa, ứng dụng và quy trình
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Giới thiệu về rèn 2. Khả năng rèn 3. Vật liệu dễ quên 4. Nhiệt độ 5. Quy trình 6. Bôi trơn 7. Khiếm khuyết trong các sản phẩm giả mạo 8. Ưu điểm 9. Nhược điểm 10. Ứng dụng.
Giới thiệu về rèn:
Việc rèn là một quá trình hình thành kim loại. Nó liên quan đến việc nung nóng kim loại đến trạng thái dẻo và sau đó áp dụng áp lực bằng búa tay hoặc búa công suất để có được hình dạng định trước của sản phẩm. Thuật ngữ rèn cũng được sử dụng để xác định biến dạng dẻo của kim loại ở nhiệt độ rèn thành hình dạng cần thiết bằng cách sử dụng lực nén được tác động qua khuôn bằng búa, máy ép hoặc máy làm đảo lộn.
Giống như quá trình tạo hình kim loại khác, rèn tinh chỉnh cấu trúc vi mô của kim loại, loại bỏ các khuyết tật tiềm ẩn như vết nứt tóc và lỗ rỗng. Quá trình này sắp xếp lại cấu trúc vĩ mô sợi để phù hợp với dòng chảy kim loại. Do những ưu điểm và lợi thế này so với đúc và gia công, rèn rất phổ biến trong quá trình tạo hình kim loại.
Bằng cách thiết kế thành công khuôn, dòng kim loại có thể được sử dụng để thúc đẩy sự liên kết của các sợi với hướng dự kiến của ứng suất tối đa. Hình 5.1, cho thấy hai trục khuỷu và móc cẩu khác nhau được sản xuất bằng cách gia công từ một thanh cốt thép và bằng cách rèn.
Có thể thấy, hướng của các sợi trong phần rèn là thuận lợi hơn, bởi vì các ứng suất trong các mạng bị thủng với hướng của các sợi trong đó cường độ là tối đa.
Khả năng rèn giũa:
Thuật ngữ rèn khả năng được định nghĩa là khả năng của vật liệu trải qua biến dạng mà không bị hỏng hoặc vỡ. Đối với quá trình rèn thích hợp, điều quan trọng là phải biết hành vi biến dạng của kim loại được rèn liên quan đến khả năng chống biến dạng và bất kỳ tác động bất lợi dự đoán nào, chẳng hạn như nứt, v.v.
Nó phụ thuộc vào các yếu tố sau:
(i) Thành phần vật liệu.
(ii) Độ tinh khiết của vật liệu.
(iii) Kích thước hạt.
(iv) Nhiệt độ làm việc.
(v) Tỷ lệ lọc và phân phối Strain.
(vi) Số lượng pha hiện tại.
Khả năng giả mạo tăng lên khi tăng nhiệt độ làm việc lên đến điểm mà tại đó pha thay đổi. Các kim loại nguyên chất có khả năng rèn tốt.
Vật liệu hạt mịn có khả năng rèn tốt hơn vật liệu hạt thô.
Mặc dù không có thử nghiệm tiêu chuẩn thường được chấp nhận cho khả năng rèn, nhưng một số thử nghiệm sau đây được thực hiện trên kim loại để phân định định lượng khả năng giả mạo:
(i) Kiểm tra đảo lộn:
Giới hạn tối đa của khả năng đảo lộn mà không bị nứt hoặc thất bại được lấy làm thước đo chỉ số khả năng giả mạo. Thử nghiệm này liên quan đến việc làm đảo lộn một loạt các phôi hình trụ có cùng kích thước với các mức độ biến dạng khác nhau.
(ii) Thử nghiệm đảo ngược thanh ghi:
Thử nghiệm này tương tự như thử nghiệm trên, ngoại trừ các rãnh dọc hoặc răng cưa được thực hiện trước khi đảo lộn. Thử nghiệm này cung cấp chỉ số đáng tin cậy hơn về khả năng giả mạo.
(iii) Kiểm tra độ bền kéo tác động nóng:
Trong thử nghiệm này, độ bền kéo tác động được lấy làm thước đo chỉ số khả năng giả mạo. Một máy kiểm tra tác động có gắn phụ kiện kiểm tra độ căng được sử dụng cho thử nghiệm này.
(iv) Thử nghiệm xoắn nóng:
Bài kiểm tra bao gồm xoắn một thanh tròn, nóng và đếm số vòng xoắn cho đến khi thất bại. Số vòng xoắn càng nhiều, khả năng rèn càng tốt.
Tài liệu dễ quên:
Bất kỳ kim loại hoặc hợp kim có thể được đưa đến trạng thái nhựa thông qua hệ thống sưởi, mà không thất bại, có thể được rèn. Khả năng rèn của bất kỳ kim loại nào cũng bị ảnh hưởng bởi số lượng các yếu tố như thành phần của kim loại hoặc hợp kim, tạp chất có mặt, kích thước hạt và số lượng pha.
Sự gia tăng nhiệt độ cũng cải thiện khả năng giả mạo nhưng đến một giới hạn nhất định, nơi các pha khác bắt đầu xuất hiện hoặc khi sự tăng trưởng của hạt trở nên quá mức. Tại thời điểm này, bất kỳ sự gia tăng nhiệt độ nào nữa sẽ làm giảm khả năng rèn.
Một số kim loại và hợp kim theo thứ tự giảm dần khả năng rèn được liệt kê dưới đây (tức là hợp kim có khả năng rèn tốt hơn được viết trước):
1. Hợp kim nhôm.
2. Hợp kim magiê.
3. Hợp kim đồng.
4. Thép cacbon nguyên chất.
5. Thép hợp kim thấp.
6. Thép không gỉ Martensitic.
7. Thép không gỉ Austenitic.
8. Hợp kim niken.
9. Hợp kim titan.
10. Hợp kim molypden,
11, Hợp kim vonfram.
Việc lựa chọn vật liệu rèn phụ thuộc vào các tính chất cơ học mong muốn của bộ phận đó như, độ bền, tính linh hoạt, độ bền gia công, v.v.
Giả mạo Nhiệt độ:
Có nhiều loại vật liệu có thể được gia công bằng cách rèn. Mỗi kim loại hoặc hợp kim có phạm vi nhiệt độ rèn nhựa riêng. Một số trong số chúng có phạm vi nhiệt độ rộng, trong khi những người khác có phạm vi hẹp. Phạm vi nhiệt độ phụ thuộc vào thành phần và thành phần hóa học.
Thông thường, nhiệt độ rèn cho kim loại màu và hợp kim thấp hơn nhiều so với nhiệt độ cần thiết cho vật liệu kim loại màu. Phạm vi nhiệt độ cho các hợp kim thường được sử dụng được đưa ra trong bảng 5.1. Chúng bao gồm thép carbon thấp, nhôm, magiê và hợp kim đồng, cũng như nhiều loại thép hợp kim và thép không gỉ.
Trong trường hợp rèn tay hoặc mở khuôn, nhiệt độ rèn được đánh giá bằng màu của kim loại nóng. Trong khi trong trường hợp rèn khuôn đóng hoặc rèn sản xuất hàng loạt, nhiệt độ rèn được xác định bởi các cặp nhiệt điện và nhiệt kế quang.
Quá trình rèn:
Tất cả các quá trình rèn thuộc hai loại chính, theo phương pháp được sử dụng:
(i) Rèn khuôn mở (rèn rèn hoặc rèn khuôn phẳng).
(ii) Rèn chết đóng.
(i) Giả mạo mở:
Trong rèn khuôn mở, kim loại được gia công giữa hai khuôn phẳng. Nó được thực hiện thủ công bởi thợ rèn và do đó còn được gọi là rèn rèn. Điều này có thể được thực hiện bằng tay hoặc sức mạnh. Trong quá trình rèn này, kim loại được nung nóng đến nhiệt độ trạng thái dẻo, đặt trên đe và búa liên tục cho đến khi thu được hình dạng mong muốn.
Bây giờ một ngày, rèn rèn đen chỉ được sử dụng để định hình số lượng nhỏ ánh sáng mà quá trình này chủ yếu được sử dụng trong các cửa hàng sửa chữa. Hình dạng phức tạp với dung sai gần gũi không thể được tạo ra một cách kinh tế bởi quá trình này.
Phiên bản modem bằng cách rèn đen, rèn khuôn mở, liên quan đến búa được kích hoạt bằng điện hoặc bấm thay cho búa cầm tay và đe của thợ rèn.
Các đặc điểm của rèn khuôn mở là:
(a) Rèn khuôn được sử dụng để tạo ra các vật rèn nặng có trọng lượng lên tới 300 tấn.
(b) Quá trình này cũng được sử dụng để sản xuất các lô rèn nhỏ vừa với hình dạng không đều không thể sản xuất được bằng quy trình rèn khuôn kín hiện đại.
(c) Kỹ năng của người vận hành đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra hình dạng mong muốn của bộ phận bằng cách làm nóng và đột quỵ làm việc liên tiếp.
(d) Hình dạng được tạo ra chỉ là xấp xỉ của phần được yêu cầu và hoạt động gia công tiếp theo luôn được yêu cầu để tạo ra phần chính xác theo bản in màu xanh do nhà thiết kế cung cấp.
(ii) Rèn khuôn đóng:
Trong rèn khuôn kín, kim loại được gia công trong ấn tượng kín của bộ khuôn. Kim loại được nung nóng đến nhiệt độ trạng thái dẻo, đặt trong một khuôn rỗng hai phần và sau đó được ép. Rèn khuôn khép kín bao gồm, thả rèn, nhấn rèn và rèn máy hoặc đảo lộn.
Dưới tác động (hoặc ép), kim loại nóng chảy nhựa để lấp đầy khoang chết. Dòng chảy của kim loại bị hạn chế bởi hình dạng của khoang chết. Chu trình sản xuất cho một bộ phận giả mạo bao gồm một số hoạt động liên quan khác, chẳng hạn như cắt sên, làm nóng sên, rèn sên, cắt đèn flash, xử lý nhiệt, rèn, và cuối cùng là kiểm tra và kiểm soát chất lượng. Điều này được thể hiện trong hình 5.2.
Ưu điểm của rèn khuôn mở:
(1) Quá trình này được sử dụng để sản xuất vật rèn nặng có trọng lượng lên tới 300 tấn,
(2) Quá trình này phù hợp để sản xuất các lô rèn nhỏ vừa với hình dạng không đều không thể sản xuất được bằng quy trình rèn khuôn kín hiện đại.
(3) Quá trình này bao gồm các công cụ và thiết bị ít tốn kém hơn.
(4) Quá trình không yêu cầu bất kỳ nguồn năng lượng bổ sung nào, không giống như máy dập hoặc máy rèn.
(5) Quá trình không cần phải đóng chết tốn kém.
(6) Quá trình có thể được thực hiện bất cứ nơi nào ở nơi cần thiết.
Ưu điểm của rèn khuôn kín:
(1) Tính nhất quán của các thuộc tính sản phẩm cao hơn so với rèn hoặc đúc mở.
(2) Sức mạnh lớn hơn ở trọng lượng đơn vị thấp hơn so với vật đúc hoặc các bộ phận chế tạo.
(3) Hình dạng phức tạp có dung sai kích thước gần có thể được tạo ra dễ dàng.
(4) Bề mặt hoàn thiện tốt với vật liệu dư thừa tối thiểu được loại bỏ bằng cách gia công.
(5) Chi phí của các bộ phận được sản xuất bằng cách rèn khuôn kín thường thấp hơn hai hoặc ba lần so với chi phí của các bộ phận được sản xuất bằng gia công.
Tuy nhiên, chi phí cao cho việc rèn khuôn là hạn chế chính của quy trình này, đặc biệt là nếu các hình dạng phức tạp được sản xuất.
Do đó, quy trình chỉ phù hợp để sản xuất hàng loạt thép và các thành phần màu có trọng lượng lên tới 350 kg.
Bôi trơn trong quá trình rèn:
Việc bôi trơn đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành và không thể bỏ qua.
Các chức năng của bôi trơn là:
(i) Loại bỏ ma sát giữa các giao diện chết công việc.
(ii) Đảm bảo dòng mete dễ dàng.
(iii) Ngăn không cho kim loại nóng dính vào khuôn.
(iv) Ngăn chặn các lớp bề mặt của kim loại nóng khỏi bị làm lạnh bởi khuôn tương đối lạnh, v.v.
Bảng sau đây 5.2 đưa ra một số chất bôi trơn thường được sử dụng trong quá trình rèn:
Vật liệu rèn:
Rèn rèn phải chịu các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, áp suất và mài mòn cực cao. Do đó, một vật liệu khuôn phải có độ cứng phù hợp ở nhiệt độ cao hơn cũng như độ bền cao để chịu được các điều kiện khắc nghiệt.
Thép công cụ đặc biệt được sử dụng cho vật liệu chết. Chúng được hợp kim với các chất phụ gia hợp kim sau: Chromium, niken, molypden, và vanadi. Đầu tiên, các khối chết được ủ, sau đó, được gia công để tạo ra các giá đỡ. Thứ hai, cứng và nóng đến shanks. Cuối cùng, khoang ấn tượng được shunk bởi các nhà sản xuất công cụ.
Khiếm khuyết trong các sản phẩm giả mạo:
Khiếm khuyết có thể được quan sát trong rèn. Chúng có thể là khuyết tật bề mặt hoặc khuyết tật cơ thể. Loại khuyết tật phụ thuộc vào số lượng các yếu tố như quá trình rèn, kim loại rèn, nhiệt độ quá trình, thiết kế công cụ, thiết kế khuôn, v.v.
Sau đây là một mô tả ngắn gọn về các khiếm khuyết thường được quan sát:
1. Bẻ khóa:
Các khuyết tật nứt thường được tìm thấy ở comers và ở góc bên phải. Các nguyên nhân có thể là phân phối nhiệt độ không đồng đều, mức độ biến dạng cao hơn mức cần thiết, ứng suất kéo trong quá trình rèn, v.v.
2. Nếp gấp:
Các khuyết tật gấp thường được quan sát thấy trong các hoạt động đảo lộn và tiêu đề. Các nếp gấp cũng có thể được quan sát ở các cạnh của các bộ phận được tạo ra bởi rèn rèn. Các nguyên nhân có thể là: giảm trên mỗi lần chạy quá nhỏ, vênh kim loại, thiết kế rèn bị lỗi, v.v.
3. Phần không đúng:
Các phần không phù hợp bao gồm các khu vực kim loại chết, đường ống và dòng chảy kim loại không đều hoặc bạo lực. Chúng cơ bản là do công cụ kém và thiết kế chết.
4. Phần chưa hoàn thành:
Các phần không được rèn trong rèn có thể là do kim loại không lấp đầy khoang chết một cách chính xác. Các nguyên nhân có thể là: lượng kim loại không đủ, đặt sai kim loại trong khuôn, nhiệt độ nung thấp, thiết kế rèn kém và công cụ bể bơi hoặc thiết kế khuôn.
5. Tha thứ không phù hợp:
Sự không phù hợp của sự tha thứ được quan sát thấy khi phần trên và phần dưới của khuôn không thẳng hàng trong khi thổi.
6. Vây và giận dữ:
Vây và giẻ là những hình chiếu nhỏ của kim loại lỏng vào bề mặt rèn. Các nguyên nhân có thể là: tay nghề không phù hợp, thiết kế khuôn kém, v.v.
7. Kim loại quá nóng và bị cháy:
Đôi khi, kim loại bị quá nóng do điều này; kim loại mất đi sức mạnh của nó. Các nguyên nhân có thể là: Nhiệt độ cao hơn yêu cầu, bộ phận được làm nóng trong một thời gian quá dài, làm nóng không đúng cách và không đồng đều.
8. hố quy mô:
Các hố quy mô là áp thấp bề mặt nông. Điều này được gây ra bởi quy mô không được loại bỏ khỏi phôi làm việc hoặc bề mặt chết trước khi rèn. Thường xuyên làm sạch khuôn và nhiệt độ rèn thích hợp có thể tránh được khuyết điểm này.
9. Đường đứt sợi bị đứt:
Điều này là do kim loại chảy nhanh.
Lý do giả mạo khuyết tật:
Việc giả mạo lỗi là do một hoặc nhiều lý do sau:
1. Chất lượng kém của thỏi và tấm được sử dụng để sản xuất các thành phần giả mạo.
2. Độ bền cơ học kém của phôi.
3. Công cụ kém và thiết kế chết.
4. Thành phần không chính xác của vật liệu được rèn.
5. Làm nóng không đúng cách và làm mát vật rèn.
6. Trong các hoạt động rèn chính xác.
7. Căn chỉnh không khớp của phần dưới và phần trên.
8. Thu nhỏ khuôn và thỏi được sử dụng, v.v.
Ưu điểm của rèn:
Sau đây là những lợi thế của quá trình rèn:
1. Cấu trúc hạt tinh chế.
2. Sức mạnh tốt hơn của các bộ phận.
3. Mức độ chính xác hợp lý.
4. Rèn có thể dễ dàng hàn.
5. Thành tích hoàn thiện bề mặt mịn.
6. Không hoặc gia công không đáng kể yêu cầu.
7. Tiết kiệm vật liệu như lãng phí là ít hơn.
8. Tốc độ sản xuất nhanh hơn.
9. Phù hợp nhất cho sản xuất hàng loạt.
10. Giảm trọng lượng chết của các bộ phận giả mạo.
Nhược điểm của rèn:
Những nhược điểm của quá trình rèn là:
1. Chi phí cao cho các công cụ.
2. Bảo trì tốn kém các công cụ.
3. Xử lý nhiệt cần thiết sau khi rèn trong một số trường hợp.
4. Giới hạn về hình dạng và kích thước.
5. Thiết kế rèn không đúng cách có thể tạo ra các khuyết tật giả như vết nứt, uốn cong, v.v.
6. Dung sai khép kín khó bảo trì.
Ứng dụng rèn:
Các bộ phận giả mạo có thể được phân loại trong ba loại sau:
1. Tha thứ nhỏ:
Rèn nhỏ bao gồm đai ốc và bu lông, ốc vít, vòng, v.v ... Đục và dụng cụ cắt nhỏ được sử dụng trong danh mục này. Rèn nhỏ được rèn từ cổ phiếu thanh.
2. Rèn trung bình:
Rèn trung bình bao gồm thanh kết nối, trục khuỷu nhỏ, đòn bẩy, móc, trục xe lửa, khớp nối mặt bích, vv Rèn trung bình được rèn từ cổ phiếu thanh và tấm.
3. Tha thứ nặng nề hơn:
Rèn nặng hơn bao gồm các trục lớn của máy phát điện, tua bin và tàu, cũng như các cột của máy ép và cuộn cho các nhà máy cán. Các bộ phận nặng hơn được làm việc từ thỏi.
