La qualitat de l'eina és generalment el principal problema que separa una constantprocés de forja-tancatoperació a partir d'una plagada de ferralla i fallada prematura de la matriu. Com que els forjadors busquen toleràncies més fines i una vida útil més llarga de la matriu, l'optimització del disseny de la matriu, la geometria del flaix, els materials de les eines i la gestió de la calor és fonamental. En aquest article, parlarem de palanques pràctiques per obtenir un resultat coherent de cada conjunt de matrius basats en enfocaments utilitzats pels socis com araWelong.
Com afecta el disseny de matrius al procés de forja de matrius-tancats?
Geometria de la cavitat de matriu i precisió de les peces
La forma de la cavitat limita la màxima precisió de la peça en qualsevol procés de forja de matriu tancat-, ja que qualsevol diferència dimensional de la matriu es duplica en la forja final. Els enginyers solen simular l'ompliment de la cavitat abans de tallar l'acer per trobar zones de subompliment i tensió excessiva. Aconseguir que la forma de la cavitat sigui correcta la primera vegada minimitza la costosa reelaboració i disminueix el nombre de cops de prova necessaris per certificar una matriu nova.
Consideracions sobre el gruix de la costella i la tela
En el procés de forja amb matriu tancat-, les costelles i les bandes primes són difícils d'omplir completament, i el gruix desigual és una de les principals causes de rebuig de les peces. Els dissenyadors volen veure radis de filet amplis i canvis suaus de gruix per mantenir el metall fluint sense aturar-se en punts prims. Si un disseny té bandes primes, normalment, la modificació de la forma de la preforma o l'addició d'un pas de bloqueig pot millorar el farcit sense un redisseny complet.
Disseny d'angles d'esborrany i ejecció
Molts consumidors no s'adonen de la necessitat d'angles de tiratge adequats. Les peces s'enganxen i les parets de la cavitat es deterioren més ràpidament durant l'expulsió sense flux d'aire. En la majoria de configuracions perprocés de forja-tancats, les parets interiors tenen més calat que les parets exteriors perquè la forja es redueix davant les característiques internes a mesura que es refreda. Revisar els esborranys d'estàndards abans, en lloc de després de la primera prova, pot estalviar molt de temps de reelaboració.
Disseny flash, línies de separació i optimització del flux de materials
Disseny Flash Land i Gutter
La contrapressió controlada per l'amplada del terreny de flaix i el volum del canal durant el tancament final de la matriu afecta directament la qualitat del farciment durant el procés de forja-tancat. Si la terra és massa petita, el metall sobrant s'escaparà aviat, morint de fam les característiques de la cavitat remota. Si el terreny és massa ample, retalleu la ferralla i el tonatge de premsa augmenta. En general, aquest equilibri de variables s'aconsegueix mitjançant proves repetides recolzades per dades de simulació de flux.
Col·locació de la línia de separació
En la forja-tancada, la ubicació de la línia de separació afecta molt el flux de material i les operacions de retallat. Això fa que el mecanitzat de la matriu sigui més fàcil i el flaix més consistent. Posant-lo a la secció transversal màxima de la part. El gruix desigual del flaix és generalment el resultat d'una mala col·locació, que dificulta el tall i deixa la tensió residual concentrada en determinats llocs.
Predicció i control del flux metàl·lic
Botigues de forjautilitzen cada cop més el modelatge d'elements finits per anticipar el flux metàl·lic abans de la forma final de la matriu, ja que és costós resoldre els problemes de flux després de tallar l'eina. La simulació es pot utilitzar per dissenyar la forma de la preforma, el volum de la palangana i el disseny del bloquejador, de manera que el material arribi a totes les extremitats de la cavitat sense plecs ni voltes. En un procés de forja de matriu tancat correctament optimitzat, la simulació sovint es paga per si mateixa en la primera execució.
Els millors materials d'eines poden allargar la vida útil de la matriu i reduir el desgast?
Selecció de graus d'acer per a eines
La selecció del material té un impacte directe i mesurable en quants cicles sobreviu una eina, especialment en un procés de forja amb matriu tancat-de gran volum-. Les opcions habituals inclouen H13 i acers per a eines de treball calent-similars, seleccionats per la resistència a la fatiga tèrmica i la tenacitat sota càrregues d'impacte repetides. Fer coincidir el grau d'acer amb la temperatura de forja i la complexitat de la peça és una de les decisions més rendibles-que pot prendre un comprador per endavant.
Tractaments superficials i recobriments
Els tractaments superficials com la nitruració o els recobriments PVD poden allargar la vida útil de la matriu millorant la resistència al desgast a la superfície de la cavitat sense canviar la duresa a granel de l'acer per a eines. En aprocés de forja-tancatFuncionant a volums elevats, aquests tractaments redueixen la irritació i l'erosió als punts de contacte que experimenten més fricció. El cost inicial afegit normalment es justifica amb menys canvis de matriu i una qualitat més consistent.
Manteniment preventiu i inspecció de matrius
La inspecció programada detecta les esquerdes en fase inicial-, les línies de fatiga tèrmica i el desgast abans que esdevinguin una fallada catastròfica a mitja-producció. Les botigues que realitzen un procés de forja tancat-de forja exigent compten amb els patrons de desgast coneguts per a cada matriu, programant la restauració preventiva en lloc d'esperar per defectes visibles. Això manté baix el temps d'inactivitat no planificat i protegeix els horaris de producció.
Com la lubricació i la temperatura de la matriu milloren el rendiment de la forja?
Selecció del lubricant adequat
L'elecció del lubricant és un dels elements més infravalorats en un procés de forja-tancat i afecta el flux de metall i el desgast de la matriu. Els lubricants sintètics basats en grafit i aigua ofereixen avantatges-en cobertura, residus i tractament ambiental. L'opció òptima sovint es basa en la forma i el volum de la part. La mala cobertura sovint es considera un desgast localitzat, que provoca una distribució desigual de la vida útil de la matriu al buit.
Control de la temperatura de preescalfament de la matriu
Un dels motius principals per a l'esquerda primerenca de la matriu en qualsevol procés de forja-tancat és el xoc tèrmic quan les palanxes calentes toquen la superfície de l'eina. En escalfar les matrius a una temperatura adequada, es minimitza el xoc tèrmic. Si la matriu corrent és massa freda, provocarà fatiga tèrmica; si és massa calent, l'acer es tornarà suau i la resistència al desgast es reduirà. Una finestra d'escalfament constant-de torn a torn és fàcil, però sovint no es fa.
Gestió del cicle tèrmic durant la producció
La fabricació contínua implica cicles repetits d'escalfament i refrigeració que s'acumulen en l'estrès tèrmic de les eines. Gestionar-ho correctament pot augmentar la vida útil de la matriu. Moltes botigues que duen a terme un procés de forja de matrius tancats-d'alt rendiment utilitzen canals de refrigeració o pauses cronometrades en el procés per mantenir la temperatura de la superfície de la matriu constant, minimitzant els intercanvis de matrius d'emergència i mantenint unes dimensions coherents d'una sèrie a una altra.
Conclusió
La fiabilitat d'aprocés de forja-tancat, al estar lliure de brossa i temps d'inactivitat, depèn de l'optimització de les eines, com ara el disseny de matrius, la geometria de flaix, els materials de l'eina i la gestió de la temperatura. Fundada l'any 2001,Welongté més de 20 anys d'experiència proporcionant desenvolupament de proveïdors, control de qualitat i assistència tècnica a empreses de les indústries industrial, de perforació petroliera, aeroespacial i mèdica. Un soci experimentat com Welong, que té la certificació ISO 9001, pot implementar aquests principis de manera coherent per als compradors.
PMF
P1: Quina és la causa més comuna de fallada de matriu a la forja-de matriu tancada?
R: La fatiga tèrmica per preescalfament i refredament inconsistents és una de les principals causes d'esquerdes de matriu.
P2: Com afecta l'amplada del flaix la qualitat de la part?
R: L'amplada del flaix controla la-pressió posterior i influeix si el metall omple completament les característiques de la cavitat llunyana.
P3: Quin acer d'eina s'utilitza habitualment per a matrius de forja en calent?
R: Els acers H13 i similars-de treball en calent s'utilitzen àmpliament per a la tenacitat i la resistència a la fatiga.
P4: La simulació pot reduir la prova-i-l'error en el desenvolupament de matrius?
R: Sí, la simulació de flux prediu problemes d'ompliment abans de tallar les eines, estalviant temps i costos.
P5: Per què és important la selecció de lubricants en la forja-tancada?
R: El lubricant adequat millora el flux metàl·lic i redueix el desgast localitzat de la matriu.
Col·labora amb Welong per a un suport fiable de la cadena de subministrament de forja
Si estàs comprantcomponents-forjats amb matriu tancato optimitzar eines amb un soci experimentat,WelongEls equips d'enginyeria i qualitat estan preparats per ajudar. Amb més de 20 anys al servei de clients industrials, d'automoció, de perforació petroliera i aeroespacial a tot el món, Welong admet dibuixos, preguntes sobre eines i necessitats de producció des del concepte fins al lliurament. Posa't en contacte ametal@welongpost.comper parlar del teu properprocés de forja-tancatprojecte.
Referències
1. American Society for Metals, manual sobre disseny de matrius de forja i selecció d'acer per a eines.
2. Forging Industry Association, orientació sobre disseny flash i optimització de la línia de separació.
3. Society of Manufacturing Engineers, recerca sobre simulació per a la predicció del flux de metalls.
4. ASM International, referència sobre recobriments per a-acers per a eines de treball calent.
5. Journal of Materials Processing Technology, estudis sobre la fatiga tèrmica en matrius de forja.
6. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, recerca sobre lubricació en forja.
