Este trabalho investiga a influência da otimização dos parâmetros do processo de forjamento a quente na melhoria da homogeneidade de massa de peças forjadas a quente. Inicialmente são apresentados os fundamentos e processos do processo de forjamento a quente, em seguida são analisados os principais fatores que afetam a homogeneidade de massa das peças forjadas a quente. Em seguida, são propostas estratégias de otimização para esses fatores e os resultados são verificados experimentalmente. Por fim, conclui-se a importância da otimização dos parâmetros do processo para melhorar a uniformidade de massa das peças forjadas a quente.
O forjamento a quente é um importante processo de conformação de metais amplamente utilizado nas áreas automotiva, aeroespacial e energética. No processo de forjamento a quente, tarugos metálicos sofrem deformações plásticas sob a ação de uma matriz, obtendo a forja da forma e dimensão desejadas. No entanto, devido à configuração irrazoável dos parâmetros do processo, as peças forjadas a quente muitas vezes apresentam problemas de qualidade desigual, como diferenças de dureza, defeitos internos, etc. Portanto, otimizar os parâmetros do processo de forjamento a quente e melhorar a uniformidade de massa das peças forjadas a quente é importante para melhorar a qualidade do produto e reduzir os custos de produção.
O processo de forjamento a quente inclui principalmente três fases: aquecimento, deformação e resfriamento. Neste processo, parâmetros de processo como temperatura, taxa de deformação e grau de deformação do tarugo metálico são importantes para a homogeneidade da massa forjada. Dentre elas, a temperatura de aquecimento afeta a plasticidade e a capacidade de deformação do metal, a taxa e o grau de deformação afetam o tamanho de grão e a estrutura da microestrutura interna do metal.
Com o objetivo de melhorar a homogeneidade de massa das peças forjadas a quente, foram propostas as seguintes estratégias de otimização: primeiramente, através de simulações numéricas e análises teóricas, foi determinada a faixa de temperatura de aquecimento adequada para garantir a boa plasticidade e deformabilidade dos tarugos metálicos; Em segundo lugar, otimize a taxa de deformação e o grau de deformação para obter um tamanho de grão uniforme e uma estrutura de organização interna; Finalmente, reduzindo o estresse interno e a geração de defeitos controlando a velocidade de resfriamento e o método de resfriamento.
Para verificar a eficiência da estratégia de otimização, foram realizados experimentos comparativos. Os resultados experimentais mostraram que após a otimização dos parâmetros do processo, as diferenças de dureza das peças forjadas a quente foram significativamente menores, os defeitos internos diminuídos e a uniformidade de massa significativamente melhorada. Ao mesmo tempo, as peças forjadas a quente otimizadas também apresentam melhor desempenho em termos de propriedades mecânicas e resistência ao desgaste em comparação com antes da otimização.
Através da otimização dos parâmetros do processo de forjamento a quente, a uniformidade de massa pode ser efetivamente aumentada. A temperatura de aquecimento adequada, a taxa de deformação e o grau de deformação, bem como o controle da velocidade de resfriamento e do modo de resfriamento, são fundamentais para alcançar a uniformidade da qualidade das peças forjadas a quente. As peças forjadas a quente otimizadas apresentam menores diferenças de dureza, menos defeitos internos e melhores propriedades mecânicas e de resistência ao desgaste. Isso é importante para melhorar a qualidade dos produtos de forjamento a quente e reduzir os custos de produção, bem como para promover o desenvolvimento da indústria relacionada. Em estudos futuros, métodos de otimização dos parâmetros do processo de forjamento a quente sob acoplamento multifatorial podem ser mais explorados, visando uma produção mais eficiente e precisa.
