تعداد صفحات: ۱۱۴ | قابل ویرایش
مقدمه:
برای بهینه سازی صنعتی و رونق اقتصادی، و ارتقاء و پیشرفت آموزشی و تکنولوژیکی و قدرت علمی و رقابت فرآورده‌های تولیدی در بازارهای جهانی نیاز به کسب دانش جدید، آموزش و به کارگیری تکنولوژی و روش‌های مدرن در صنعت قالبسازی می‌باشد.
هم اکنون بیشتر قطعات مهم صنایع خودروسازی، و صنایع نظامی و موتورسیکلت، و ابزار آلات صنعتی و … به کمک صنعت آهنگری و قالب های فورج تهیه می‌شوند.
با توجه به آمار و ارقام و تحلیل‌های علمی و کاربردی صنعتی که انجام شده است، باید پروسه طراحی و ساخت قالبهای فورج که شامل طراحی علمی و محاسباتی قالب است و انتخاب مواد قالب و مراحل ساخت و ماشینکاری و عملیات حرارتی قطعات و مونتاژ قالب به شکل صحیح و علمی انجام شود تا قالبها عمر و بازدهی مفیدی داشته باشند و محصولات تولیدی اشان نیز کیفیت مطلوب، عالی و استانداردی را پیدا نمایند.
آهنگری قدیمی ترین و اصلی ترین روش شکل دادن فلزات است. آهنگری به معنای تغییر شکل مواد با فشار بین قالبها، احتمالاً قدیمی ترین روشی است که توسط انسان به کار گرفته شده است تا فلزات را به شکل مناسبی در آورد.
طی سالهای متمادی صنعت آهنگری مراحل پیشرفت را طی نموده است. شکل دادن طبق DIN 8580 یعنی «تولید با روش تغییر شکل خمیری (پلاستیکی) یک جسم جامد که در آن جرم و نیز همبستگی آن حفظ شود.
صنعت فورج
فورج و شکل دهی فلزات گداخته یا تحت فشار قرار دادن آنها، توسط قالبهای فورج و یا پرس‌های هیدرولیک یا پنوماتیک و یا پتک های ضربه‌ای را صنعت فورجینگ می نامند. اکثر قطعات صنعتی در صنایع مهم مانند ماشین سازی، خودروسازی و صنایع نظامی با روش فورج تهیه می‌شوند.
در روش فورجینگ (آهنگری) مواد کار با قابلیت کوره‌کاری، و در حالت گداخته، فرم لازم را می گیرند. این قطعات دارای مقاومت و استحکام بیشتری نسبت به قطعات مشابه ماشینکاری شده هستند. زیرا در پروسه آهنگری مواد اولیه قطعات به هم فشرده شده و قطعات مهمی مانند، میل لنگ‌ها، دسته پیستون ها و … ساخته می‌شوند.
از قابلیت‌های روش فورج در تولید فرآورده‌های صنعتی می‌توان به کاهش هزینه و انبوهی تولید، و از معایب این روش به کمتر دقیق بودن قطعات تولید شده اشاره کرد. اکثر فلزات چکش خوار مانند فولاد‌ها، و آلیاژ‌های مس، آلیاژ‌های آلومینیوم و … قابلیت عملیات آهنگری را دارند.
چدن خاکستری جزء فلزاتی است که خاصیت آهنگری نداشته، زیرا امکان شکستگی در آن وجود دارد. قابلیت کوره‌کاری و فورج قطعات فولادی، به مواد آلیاژی موجود در آنها بستگی دارد. هر چه مقداری کربن فولاد‌ها کمتر باشد، می‌توان حرارت شروع آهنگری را افزایش داد.
از جهت درجه حرارت
الف. آهنگری سرد Cold Forging
آهنگری سرد در دمای محیط صورت می گیرد، یعنی درجه حرارت قطعه در حدود دمای اتاق است. پس تغییر فرم پلاستیکی فلز در دمای پایین تر از نقطه تبلور مجدد صورت می‌گیرد و همراه با کرنش سختی است.
ب. آهنگری داغ Hot Forging
دمای قطعه بالاتر از دمای تبلور مجدد می رود، یعنی دمای بیلت آنقدر بالا است که از ایجاد کرنش سختی در طی فرآیند آهنگری، جلوگیری می‌شود. Strain hardenning
ج. آهنگری نیمه داغ یا گرم warm Forging
در آهنگری گرم قطعه دارای دمای نسبتاً بالایی است ولی مقدار آن هنوز پایین تر از دمای تبلور مجدد است.
در برخی موارد برای مشخص شده مرز بین سه فرآیند فوق، نسبت تطابق دما تعریف شده است. نسبت دمای تغییر شکل فلز (T) به دمای نقطه جوش آن (Tm) به عنوان نسبت تطابق دما معرفی می‌گردد. هر دو دما برحسب کلوین باید باشد. +۲۷۳ درجه سانتی‌گراد اگر T<0.3 TM باشد، فورج سرد، ۰.۳<T/Tm<0.5 فورج گرم و T>0.5Tm باشد فورج داغ است. چون میزان تنش سیلان و کرنش سختی با افزایش دما کاهش می یابد. و نسبت به آهنگری سرد نیروی کمتری مورد نیاز است.
آهنگری گرم معمولاً برای کالیبره کردن و دستیابی به قطعات با ابعاد دقیق، بخصوص در مورد مواد آهنی گرفته می‌شود.
آهنگری معمولی
همان آهنگری قالب بسته با فلش است یعنی شکل دادن پرسی با فلش می‌باشد. در این نوع فرآیند، ماده آهنگری بین قالب ها (معمولاً دو نیمه قالب) شکل می یابد تا قطعه نهایی حاصل شود. واژه قابلیت شکل گیری برای بیان شکل دادن پرسی آسان یا سخت مواد به کار می رود.
این اصطلاح تغییر شکلهای قابل تحمل بدون شکست و نیز تنشهای تسلیم و دمای تغییر شکل را مشخص می‌کند.
در شکل دادن با قالبهای بسته آهنگری معمولی، با اضافه مواد کار می‌شود و مواد اضافی به صورت زائده نازک بین دو نیمه قالب در می آید که در انتهای آهنگری توسط قالب دیگری بریده می‌شود.
حجم قطعه کار تمام شده از حجم مواد اولیه کمتر است. اضافه مواد باید از محفظه قالب بسته بتواند خارج شود، برای این منظور یک مسیر فلش و یک حفره آزاد فلاش در اطراف محفظه اصلی قالب ایجاد می‌شود.
