produsele din oțel pot fi fabricate fie prin turnare, fie prin forjare. Turnarea oțelului este procesul prin care un metal este încălzit până când ajunge la o stare lichidă și apoi turnat într-o matriță care modelează produsul dorit. Forjarea oțelului implică aplicarea forțelor mecanice pe blocurile solide încălzite de oțel (cum ar fi lingourile și/sau semifabricatele) care sunt modelate permanent în produsele dorite.
OȚEL FORJARE VS. Turnarea
ambele procese de fabricație necesită aplicarea temperaturilor ridicate la materiile prime din oțel (pentru a lichefia sau a le face maleabile) și executarea lucrărilor de prelucrare CNC la sfârșitul procesului pentru a obține produsul final.
produsele finale pot fi, de asemenea, supuse unui tratament de finisare a suprafeței, cum ar fi vopsirea, acoperirea cu pulbere, lustruirea, diferite tipuri de acoperire (de exemplu zincarea) și protecția la uzură/întărirea (aplicarea suprapunerii cu carbură de tungsten).
nu în ultimul rând, piesele turnate și forjate pot fi asamblate, sudate, brazate, cu față dură înainte de a fi expediate ca produse finale.
produsele rezultate din procesele de turnare și forjare au proprietăți diferite în ceea ce privește porozitatea suprafeței (în general mai bună pentru produsele forjate vs.turnate), structura cerealelor (mai fină pentru produsele forjate), rezistența la tracțiune (în general superioară pentru produsele forjate) și rezistența la oboseală.
aceste procese de fabricație alternative sunt, prin urmare, utilizate (și potrivite pentru) diferite circumstanțe și aplicații.
procesul de turnare este preferat pentru:
- piese și componente care ar fi prea complexe sau costisitoare de fabricat prin forjarea oțelului (exemplu: corpuri mari de supape);
- Piese care au cavități interne;
- piese de dimensiuni mari (practic nu există limite de dimensiune în ceea ce privește greutatea pieselor care pot fi produse cu procesul de turnare);
- piese în aliaje speciale (unele aliaje specifice sunt mai greu de falsificat decât turnate, de exemplu, cele cu un conținut ridicat de nichel și Moly, care au o rezistență considerabilă la forțele mecanice);
- Piese care necesită producție în masă și loturi mici.
procesul de forjare este preferat pentru:
- Piese care necesită rezistență extrem de mare, tenacitate și rezistență (într – adevăr, în timpul procesului de forjare, structura de cereale din oțel se modifică pentru a se conforma formei produsului final-cu o uniformitate ridicată a compoziției și recristalizare metalurgică);
- Piese care trebuie să reziste la impacturi mai puternice și forțe mecanice;
- piese în care porozitatea, riscul unui gol de gaz, buzunarele și posibila formare a cavităților (chiar micro-granulare) nu sunt acceptabile;
- producția de piese mecanice puternice fără a utiliza aliaje scumpe;
- Piese care necesită rezistență ridicată la uzură;
- piese supuse unor sarcini mari și stres;
- aplicații high-end atunci când integritatea și calitatea piesei este obiectivul principal în procesul de producție, mai degrabă decât timpul și costul.
evoluția tehnologiilor de turnare a redus decalajul dintre proprietățile fizice ale produselor turnate vs. forjate, făcând produsele turnate moderne foarte competitive în ceea ce privește calitatea, rezistența și rezistența la uzură: cu toate acestea, în multe domenii, forjarea oțelului rămâne, în continuare, opțiunea de fabricație preferată (exemplu: supape de dimensiuni mici, adică supape forjate sau supape de înaltă presiune).
citiți despre forjarea oțelului pe Wikipedia.
turnarea oțelului
principalele tipuri de procese de turnare sunt:
turnarea nisipului
turnarea nisipului este cea mai tradițională metodă de turnare și constă în turnarea metalului lichid în lianți care rezistă metalului topit (cum ar fi Clay bonded/Green sand hard bonded/resin, thermoresetting resin sand și shell).
turnare de investiții
acest termen se referă la turnare de precizie executată prin injectarea metalului lichid într-o matriță metalică și un strat ceramic. Materialul matriței poate fi ceară tare, ceară pierdută, spumă pierdută și altele similare.
aceste procese sunt utilizate pentru diferite aplicații în ceea ce privește dimensiunea pieselor (turnarea cu nisip este utilizată pentru piese mari, turnarea investițională pentru piese mici de până la 100 kilograme și 1,5 metri max. lungimea), toleranțele permise (turnarea investițiilor creează piese mai precise) și obiectivele de cost (turnările de investiții tind să fie mai economice decât turnarea nisipului).
oțel forjare
oțel forjare a apărut în China, în vârstele antice pentru a produce diferite tipuri de produse din metal.
întrucât procedurile și instrumentele utilizate pentru a produce piese forjate s-au schimbat de-a lungul secolelor (de la utilizarea nicovalelor, ciocanelor și forței de muncă la mașini automate ca prese hidraulice) procesul de bază de forjare a oțelului se bazează încă pe aplicarea energiei termice la blocurile solide de oțel și prelucrarea ulterioară a acestora în produse finite prin aplicarea forțelor mecanice (ciocănitoare).
procesul de forjare
procesul de bază al forjării constă în câțiva pași tradiționali:
- materia primă (blocuri de oțel, lingouri, semifabricate) este tăiată în părți mai mici, dacă este necesar
- materia primă este încălzită pentru a atinge temperatura necesară de forjare (aplicarea căldurii este necesară pentru a face materialul ductil și maleabil); temperatura de forjare depinde de tipul de metal și se realizează prin poziționarea materialului într-un cuptor/cuptor;
- metalul încălzit este modelat în forma necesară prin aplicarea forțe (presiune).
- piesa semifinisată este supusă prelucrării, finisării și tratamentului termic
la sfârșitul procesului, produsul rezultat prezintă rezistență extremă, rezistență la impact și rezistență la uzură datorită recristalizării metalurgice și rafinamentului cerealelor care rezultă din tratamentul termic și mecanic aplicat.
în funcție de temperatura aplicată materiei prime în timpul procesului de forjare, forjarea este clasificată în:
- oțel forjat la rece: atunci când nu se aplică încălzire, adică. procesul de forjare are loc la temperatura camerei (în acest caz sunt necesare forțe mecanice mai mari, iar metalul are o formabilitate mai mică față de metodele de forjare la cald sau cald)
- oțel forjat cald: materia primă este încălzită la temperaturi cuprinse între 800 și 950/1000 c Oțel forjat la cald
- oțel forjat la cald: când temperatura de încălzire este peste 950/1000 C (și, în general, sub 1300 C aplicarea unor presiuni mecanice modeste.
tipuri de forjare din oțel
forjare cu matriță închisă
„oțelul forjat cu matriță închisă” este un proces de forjare în care matrițele se deplasează unul către celălalt și acoperă piesa de prelucrat integral sau parțial. Materia primă încălzită, care este aproximativ forma sau dimensiunea piesei forjate finale, este plasată în matrița inferioară.
forjare cu matriță deschisă
„oțelul forjat cu matriță deschisă” este procesul de deformare a unei bucăți de metal între mai multe matrițe care nu încapsulează complet materialul. Metalul este modelat prin acțiunea matrițelor care „ciocănesc” sau „ștampilează” materialul printr-o serie de mișcări până când se obține forma necesară.
OPEN-DIE VS. închis-DIE
domenii de aplicare a oțelului turnare și forjare
oțel turnare și forjare sunt utilizate pentru a produce piese pentru următoarele industrii:
- instalații petrochimice (exemplu supape forjate, fitinguri forjate, flanșe, etc)
- generarea de energie și de prelucrare a deșeurilor
- minerit și prelucrarea mineralelor
- agricultură și animale de manipulare
- tratarea apei
- aeronautică
- industria de automobile (scripeți și roți dințate)
- Manipularea materialelor
- lucrări de cărămidă
- instalații de asfalt
- piese de apă pluvială
- instalații de redare
- căi ferate
