A usinagem de peças forjadas é um dos processos mais importantes na área de conformação de metais, sendo amplamente utilizada em diversas indústrias, como automotiva, aeronáutica e energética. Durante o processo de forjamento, o metal sofre deformação plástica quando submetido a forças externas, formando a forma e o tamanho desejados. No entanto, problemas como deformações heterogêneas e tensões residuais que podem ocorrer durante o processo de deformação não só afetam a precisão dimensional e a qualidade superficial das peças forjadas, mas também podem reduzir suas propriedades mecânicas e vida útil. Portanto, o controle efetivo e a otimização da deformação na usinagem de peças forjadas são fundamentais para melhorar a qualidade das peças forjadas e reduzir os custos de produção.
Causas de deformação na usinagem de peças forjadas
Propriedades do material: os parâmetros de propriedades do material, como a força de rendimento, a plasticidade e o módulo de elasticidade, têm uma influência importante no comportamento da deformação. Existem diferenças no comportamento de deformação e na sensibilidade de diferentes materiais.
Parâmetros do processo de forjamento: temperatura de forjamento, velocidade de forjamento, força de forjamento e outros parâmetros do processo afetam diretamente o comportamento de fluidez e deformação do metal. O ajuste irracional dos parâmetros do processo pode levar a deformações heterogêneas e tensões residuais.
Projeto do molde: a estrutura do molde, o tamanho, o material e outros fatores podem afetar o fluxo e a distribuição do metal e, portanto, o comportamento da deformação do forjamento.
Fatores externos: tais como condições de lubrificação, temperatura ambiente e outros fatores externos também podem afetar o comportamento de deformação das peças forjadas.
Estratégia de controle de deformação
Seleção e pré-tratamento de materiais: de acordo com os requisitos do forjamento e as características do processo, os materiais metálicos adequados serão selecionados e os pré-tratamentos necessários, como tratamento térmico, limpeza de superfície, etc. serão realizados para melhorar a plasticidade do material e reduzir a sensibilidade à deformação.
Otimização dos parâmetros do processo: através de testes e análise de simulação, determinamos a melhor temperatura de forjamento, velocidade de forjamento, força de forjamento e outros parâmetros do processo. O ajuste razoável dos parâmetros do processo é capaz de garantir um fluxo uniforme do metal e reduzir as tensões residuais.
Projeto e melhoria do molde: aperfeiçoe a estrutura e o tamanho do molde para assegurar a precisão e a estabilidade do molde. Melhore a durabilidade e a resistência de desgaste do molde com o material avançado do molde e a tecnologia de fabricação. Além disso, o sistema de lubrificação e o sistema de refrigeração do molde são projetados racionalmente para reduzir o efeito do atrito e do calor na deformação.
Previsão e compensação de deformação: usando técnicas de simulação numérica, o comportamento de deformação das peças forjadas é previsto e analisado. De acordo com os resultados previstos, o molde é projetado para compensar o efeito da deformação necessária. Ao mesmo tempo, a deformação durante o processo de forjamento pode ser ajustada e otimizada no tempo devido ao monitoramento em tempo real e controle de feedback.
Estratégias de otimização de deformação
Introdução de tecnologia avançada de forjamento: a tecnologia avançada, como forjamento isotérmico e forjamento superplástico, pode melhorar a fluidez do metal e o desempenho de formação. Estas técnicas são capazes de reduzir deformações heterogêneas e tensões residuais, melhorando a precisão dimensional e a qualidade superficial das peças forjadas.
Implementação de forjamento multi-passes: um processo de forjamento é dividido em vários passes para executar, mudando gradualmente a forma e o tamanho do metal. O forjamento multipasses é capaz de reduzir a quantidade de deformação do metal, reduzir a tensão residual e melhorar a qualidade de conformação das peças forjadas.
Condições de lubrificação otimizadas: o lubrificante e o modo de lubrificação adequados reduzem o atrito e a geração de calor entre o metal e o molde. Boas condições de lubrificação são capazes de reduzir a resistência à deformação do metal e aumentar a durabilidade do molde.
Implementação de tratamento térmico e pós-tratamento: tratamento térmico ou pós-tratamento, como recozimento e normalização, para forjar as peças forjadas após o forjamento, a fim de eliminar tensões residuais e melhorar as propriedades mecânicas do material. Estas medidas de pós-processamento são capazes de melhorar ainda mais a qualidade e a vida útil das peças forjadas.
O controle e a otimização da deformação na usinagem de peças forjadas são importantes meios para melhorar a qualidade das peças forjadas e reduzir os custos de produção. Através da seleção racional de materiais, otimização de parâmetros de processo, design e melhoria de moldes, implementação de previsão de deformação e compensação, o comportamento da deformação do forjamento pode ser efetivamente controlado. Ao mesmo tempo, a introdução de tecnologia avançada de forjamento, a implementação de forjamento múltiplo, a otimização das condições de lubrificação e a realização de tratamento térmico e pós-tratamento e outras medidas, podem otimizar ainda mais o comportamento da deformação do forjamento e melhorar a qualidade e o desempenho do forjamento. No desenvolvimento futuro, com o progresso contínuo e inovação da tecnologia, acreditamos que o controle de deformação e a estratégia de otimização no processamento de peças forjadas serão mais perfeitas e eficientes.
