فورجینگ یا آهنگری یکی از قدیمی ترین روش های شکل دهی فلزات است که در دوران مدرن نیز به دلیل ایجاد خواص مکانیکی مطلوب، همچنان جایگاه خود را حفظ کرده است. در این روش، فلز داغ تحت فشار بالا فشرده می شود تا به فرم دلخواه درآید. بسته به نوع کاربرد، اندازه قطعه، تیراژ تولید و دقت مورد نیاز، فرایند فورج می تواند به دو نوع اصلی تقسیم شود: فورجینگ قالب باز و فورجینگ قالب بسته. درک تفاوت میان این دو روش به انتخاب مناسب تر در طراحی قطعات صنعتی کمک خواهد کرد.
در فورجینگ قالب باز، قطعه فلزی معمولاً بین دو فک یا سطح ساده (مانند سندان و پتک یا ابزارهای پرس بزرگ) قرار می گیرد و با ضربات متوالی شکل می گیرد. این فرآیند تا زمانی ادامه می یابد که شکل کلی قطعه به دست آید. اپراتور نقش بسیار مهمی در هدایت و جابه جایی قطعه دارد. به همین دلیل، این روش انعطاف پذیری بالایی دارد و برای ساخت قطعات بسیار بزرگ یا خاص در تیراژ کم استفاده می شود.
از سوی دیگر، فورجینگ قالب بسته با استفاده از دو نیمه قالب که شکل دقیق قطعه در آن طراحی شده، انجام می شود. قطعه فلزی داغ بین این دو قالب قرار می گیرد و هنگام بسته شدن قالب، فلز داخل آن جریان می یابد و تمام فضای قالب را پر می کند. این روش اجازه تولید قطعات پیچیده با تلرانس بسیار دقیق و تولید انبوه را می دهد.
یکی از مهم ترین تفاوت ها بین این دو روش، دقت نهایی قطعه و کیفیت سطح آن است. در فورجینگ الب بسته، به دلیل طراحی دقیق قالب ها، قطعه نهایی دارای شکل یکنواخت، لبه های تیز، و سطحی نسبتاً صاف است. بسیاری از قطعات تولید شده با این روش نیازی به عملیات ماشین کاری اضافی ندارند.
در مقابل، در قالب باز، چون شکل دهی به صورت آزاد و با جابه جایی قطعه انجام می شود، دقت نهایی کمتر است و قطعات معمولاً به عملیات تکمیلی مانند تراشکاری یا سنگ زنی نیاز دارند. با این حال، ساختار دانه ای در هر دو روش بهبود می یابد و خواص مکانیکی مطلوب حاصل می شود.
فورجینگ قالب باز عمدتاً برای تولید قطعات بزرگ، حجیم و با اشکال نسبتاً ساده مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله کاربردهای رایج این روش می توان به تولید شفت های صنعتی، محورهای توربین، قطعات بزرگ پتروشیمی و نیروگاهی، دیسک های موتورهای دیزلی و چرخ دنده های سنگین اشاره کرد.
در طرف مقابل، فورجینگ قالب بسته مناسب قطعات با تیراژ بالا و اشکال پیچیده تری مانند میل لنگ، دسته پیستون، چرخ دنده های خودرو، قطعات هیدرولیکی و پنوماتیکی، اتصالات رزوه ای، ابزارآلات دستی، اجزای موتور هواپیما و قطعات نظامی است.
در فرآیند قالب بسته، هدررفت مواد بیشتر است؛ چرا که برای پر شدن کامل قالب و جلوگیری از نقص، فلز اضافی وارد قالب می شود. این فلز اضافه به صورت فلش (Flash) از لبه های قالب خارج شده و بعداً حذف می گردد. علاوه بر این، طراحی و ساخت قالب های دقیق به هزینه و زمان زیادی نیاز دارد و برای تولیدات کم تیراژ مقرون به صرفه نیست.
در مقابل، فورجینگ قالب باز به طراحی قالب پیچیده نیاز ندارد و معمولاً از ابزارهای ساده استفاده می شود. این موضوع موجب کاهش چشمگیر هزینه های اولیه می شود. همچنین، کنترل بر میزان ورودی مواد راحت تر است و ضایعات کمتری تولید می شود.
فورجینگ قالب بسته نیازمند ماشین آلات پیشرفته تر، قالب های دقیق و فرآیند مهندسی شده تری است. در عوض، زمان تولید هر قطعه نسبت به قالب باز کمتر است و بهره وری در تیراژ بالا افزایش می یابد.
در مقابل، فرآیند قالب باز نیاز به تجربه و مهارت بالای اپراتور دارد. زیرا موقعیت و جهت گیری قطعه طی مراحل مختلف باید توسط اپراتور تنظیم شود. در عوض، ماشین آلات و ابزارهای ساده تری مورد نیاز است.
فورجینگ قالب بسته در تولید انبوه بسیار سریع تر است، چرا که شکل نهایی در قالب از پیش تعریف شده و تنها با یک ضربه یا فشار، قطعه نهایی شکل می گیرد.
اما در قالب باز، شکل دهی به صورت مرحله ای انجام می شود و بسته به اندازه و پیچیدگی قطعه ممکن است چندین دقیقه زمان ببرد.
قالب های مورد استفاده در فرآیند فورجینگ، به ویژه در روش قالب بسته، تحت فشار و دمای بسیار بالا قرار می گیرند؛ بنابراین، فولادهایی مانند H13، H11، یا فولاد DIN 1.2344 که جزء فولادهای گرم کار هستند، معمول ترین انتخاب برای قالب های دقیق فورجینگ قالب بسته محسوب می شوند. این فولادها مقاومت عالی در برابر سایش، پایداری حرارتی بالا، چقرمگی خوب ، اعوجاج پایین و قابلیت سخت کاری مناسبی دارند.
در مقابل، قالب ها و ابزارهای مورد استفاده در فورجینگ قالب باز به دلیل طراحی ساده تر و تماس سطحی کمتر با فلز مذاب، تحت فشار و حرارت کمتری هستند. در چنین شرایطی می توان از فولادهای سردکار نیز استفاده کرد. یکی از گزینه های مناسب، فولاد ابزار سردکار 1.2550 است.
فولاد 1.2550 دارای درصد بالای تنگستن و کروم است که آن را در برابر سایش مقاوم می سازد و قابلیت حفظ سختی در شرایط کار سنگین را فراهم می کند. این فولاد برای ساخت پتک ها، قالب های ساده، سندان و ابزارهای کم حرارت در فورجینگ قالب باز بسیار مفید است. همچنین ماشین کاری مناسب و قیمت نسبتاً مقرون به صرفه تری نسبت به فولادهای گرم کار دارد.
البته در صورت تداوم کار در دماهای بالا یا تماس پیوسته با فلز داغ، بهتر است همچنان از فولادهای گرم کار استفاده شود یا فولاد 1.2550 تحت عملیات حرارتی بهینه قرار گیرد تا عمر قالب افزایش یابد.
انتخاب درست روش فورجینگ
انتخاب بین فورجینگ قالب باز و قالب بسته به نوع قطعه، تیراژ تولید، سطح دقت مورد نیاز، و بودجه موجود بستگی دارد. قالب باز برای قطعات بزرگ، سنگین، و تیراژ کم، انتخابی مقرون به صرفه است؛ در حالی که قالب بسته برای تولید انبوه قطعات دقیق، سریع تر و اقتصادی تر است.
همچنین، استفاده از فولاد مناسب در ساخت قالب ها نقش مهمی در کاهش هزینه های تعمیر و افزایش بهره وری دارد. شناخت دقیق این تفاوت ها به مهندسان و طراحان کمک می کند تا فرآیند مناسب را برای تولید قطعات انتخاب کنند و از نظر فنی و اقتصادی تصمیمات بهتری بگیرند.
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *
نام*
ایمیل*
وبسایت
ذخیره نام، ایمیل و وبسایت من در مرورگر برای زمانی که دوباره دیدگاهی مینویسم.
Δ
صفحه نخست
محصولات
تلگرام
اینستاگرام
