فرایند جعل چگونه بر خصوصیات مکانیکی قطعات تأثیر می گذارد؟

فرآیند جعل یک روش تولید مهم است که به طور قابل توجهی بر خصوصیات مکانیکی قطعات تأثیر می گذارد. من به عنوان یک تامین کننده قطعات جعلی ، دست اول شاهد بوده ام که چگونه تکنیک های مختلف جعل می توانند مواد اولیه را به اجزای عملکردی بالا تبدیل کنند. در این وبلاگ ، من به تفصیل بررسی خواهم کرد که چگونه فرآیند جعل بر خصوصیات مکانیکی قطعات تأثیر می گذارد.

1. پالایش ساختار دانه

یکی از اساسی ترین راه هایی که فرآیند جعل بر خصوصیات مکانیکی تأثیر می گذارد ، از طریق پالایش ساختار دانه است. در حین جعل ، استفاده از نیروهای فشاری باعث می شود که دانه های موجود در فلز تغییر شکل و تغییر شکل دهند. این تغییر شکل دانه های بزرگ و نامنظم را به رنگهای کوچکتر و یکنواخت تر تجزیه می کند.

یک ساختار دانه ریزتر مزایای مختلفی را ارائه می دهد. اولا ، قدرت قسمت را تقویت می کند. با توجه به رابطه سالن - پچ ، قدرت عملکرد یک فلز به طور معکوس با ریشه مربع اندازه دانه متناسب است. دانه های کوچکتر به معنای مرزهای دانه ای بیشتر است که به عنوان موانعی برای حرکت جابجایی عمل می کنند. جابجایی ها حامل اصلی تغییر شکل پلاستیک در فلزات هستند. هنگامی که یک نیرو به یک قسمت فلزی اعمال می شود ، جابجایی ها از طریق شبکه کریستال حرکت می کنند. با این حال ، مرزهای دانه مانع از حرکت آنها می شود و باعث می شود که این قسمت تغییر شکل پلاستیکی را دشوارتر کند. در نتیجه ، این قسمت می تواند در برابر فشارهای بالاتر قبل از بازده مقاومت کند و منجر به افزایش قدرت شود.

ثانیا ، یک ساختار دانه ریزتر ، سختی قسمت را بهبود می بخشد. چقرمگی توانایی یک ماده برای جذب انرژی و تغییر شکل پلاستیک قبل از شکستگی است. دانه های کوچکتر استرس را به طور مساوی در کل مواد توزیع می کنند و از غلظت استرس در یک نقطه جلوگیری می کنند. این امر احتمال شروع و انتشار ترک را کاهش می دهد و باعث می شود بخشی در برابر خرابی ناگهانی تحت تأثیر یا شرایط بارگذاری پویا مقاوم تر شود.

به عنوان مثال ، در تولیدOEM AISI1045 فولاد فورج دقیق، کنترل دقیق فرآیند جعل ، ساختار دانه تصفیه شده در فولاد AISI1045 را تضمین می کند. این نتیجه در بخشی با استحکام بالا و سختی خوب ، مناسب برای برنامه هایی که قابلیت اطمینان و دوام ضروری است ، مناسب است.

2. جهت گیری خواص

جعل همچنین ماهیت جهت دار را به خصوصیات مکانیکی قطعات منتقل می کند. جریان فلز در حین جعل ، جهت گیری ارجح از دانه ها ، معروف به خطوط جریان جعلی ایجاد می کند. این خطوط جریان در جهت نیروی کاربردی در طی فرآیند جعل تراز می شوند.

جهت گیری خواص می تواند تأثیر قابل توجهی در عملکرد قسمت داشته باشد. در جهت موازی با خطوط جریان جعل ، این قسمت به طور معمول در مقایسه با جهت عمود بر خطوط جریان ، استحکام و انعطاف پذیری بالاتری نشان می دهد. این امر به این دلیل است که دانه های تراز شده مقاومت کمتری در برابر تغییر شکل در جهت خطوط جریان دارند. جابجایی ها می توانند به راحتی در طول جریان دانه ها حرکت کنند و باعث تغییر شکل پلاستیک بیشتر و استحکام بالاتر می شوند.

به عنوان مثال ، در طراحی اجزای ساختاری ، مهندسان می توانند از خواص جهت دار قطعات جعلی استفاده کنند. آنها با هماهنگی خطوط جریان جعل با جهت اصلی استرس در مؤلفه ، می توانند عملکرد قسمت را بهینه کنند. در برنامه هایی که قسمت در معرض بارگذاری یک طرفه قرار دارد ، مانند میله اتصال در یک موتور ، تراز کردن خطوط جریان جعلی با جهت نیروی اعمال شده ، تضمین می کند که این قسمت با حداقل خطر خرابی می تواند حداکثر بار را تحمل کند.

با این حال ، توجه به این نکته حائز اهمیت است که جهت گیری خواص نیز در برخی موارد می تواند یک ضرر باشد. اگر قسمت در جهت عمود بر خطوط جریان فورج بارگذاری شود ، ممکن است خواص مکانیکی آن به میزان قابل توجهی کاهش یابد. بنابراین ، طراحی و درک مناسب از فرآیند جعل برای اطمینان از استفاده از این قسمت به گونه ای ضروری است که حداکثر مزایای خصوصیات جهت را به حداکثر برساند.

3. تراکم و کاهش تخلخل

تأثیر مهم دیگر فرآیند جعل بر روی خواص مکانیکی کاهش تغییرات چگالی و تخلخل در قسمت است. در حین استحکام فلزات در فرآیندهای ریخته گری ، حباب های گازی و حفره های انقباض می توانند شکل بگیرند و منجر به تخلخل در قسمت نهایی می شوند. تخلخل با ایجاد غلظت استرس و کاهش سطح صلیب مؤثر در دسترس برای حمل بار ، بخشی را تضعیف می کند.

جعل فلز ، فلز را بست ، هرگونه حفره داخلی و کاهش تخلخل را ببندد. نیروهای فشار زیاد در هنگام جعل ، فلز را برای پر کردن شکاف ها به زور و در نتیجه ساختار متراکم تر و همگن تر می کنند. یک قسمت متراکم خواص مکانیکی ، از جمله استحکام بالاتر ، مقاومت در برابر خستگی بهتر و افزایش مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشیده است.

به عنوان مثال ، در تولیدسفارشی کردن چین Cuzn39pb3 Forgingفرآیند جعل تخلخل در مواد برنجی را از بین می برد. این تضمین می کند که قسمت نهایی دارای خواص مکانیکی سازگار است و به دلیل نقص داخلی کمتر مستعد خرابی است.

4. توزیع استرس باقیمانده

فرایند جعل همچنین می تواند فشارهای باقیمانده را در این بخش معرفی کند. تنش های باقیمانده استرس هایی است که پس از نیروهای خارجی که باعث ایجاد آنها شده اند در یک ماده باقی مانده اند. این تنش ها می توانند کششی یا فشاری باشند.

فشارهای باقیمانده فشاری می تواند برای خصوصیات مکانیکی قسمت مفید باشد. آنها به عنوان یک استرس عمل می کنند که فشارهای کششی کاربردی را در حین خدمت خنثی می کند. به عنوان مثال ، در بخشی که در معرض بارگذاری چرخه ای قرار دارد ، تنش های باقیمانده فشاری می توانند دامنه استرس کششی خالص را کاهش دهند و از این طریق عمر خستگی قسمت را افزایش می دهد. خرابی خستگی هنگامی اتفاق می افتد که بخشی در معرض چرخه بارگذاری و تخلیه مکرر قرار می گیرد و ترک های کوچک با گذشت زمان شروع و رشد می کنند. فشارهای باقیمانده فشاری می تواند از شروع و انتشار این ترک ها جلوگیری یا کند شود.

از طرف دیگر ، تنش های باقیمانده کششی می تواند مضر باشد. آنها به فشارهای کششی کاربردی اضافه می کنند و خطر ابتلا به ترک و انتشار را افزایش می دهند. بنابراین ، کنترل فرآیند جعل برای به حداقل رساندن معرفی فشارهای باقیمانده کششی و در صورت امکان ، استرسهای باقیمانده فشاری مفید را به حداقل می رساند.

از عملیات حرارتی اغلب در رابطه با جعل برای تسکین یا اصلاح فشارهای باقیمانده استفاده می شود. به عنوان مثال ، از بازپرداخت می توان برای کاهش میزان تنش های باقیمانده در یک قسمت جعلی استفاده کرد و باعث می شود که در طول خدمت با ثبات تر و احتمال تغییر شکل یا ترک در هنگام خدمت باشد.

5. همگن بودن مواد

جعل با توزیع عناصر آلیاژ به طور مساوی در سراسر فلز ، همگن مواد را ترویج می کند. در ریخته گری ، تفکیک عناصر آلیاژ می تواند در حین جامد شدن رخ دهد و منجر به تغییر در ترکیب و خصوصیات مکانیکی در قسمت شود.

در حین جعل ، تغییر شکل فلز باعث می شود عناصر آلیاژ با دقت بیشتری مخلوط شوند. این منجر به توزیع یکنواخت تر عناصر می شود ، که به نوبه خود منجر به خاصیت مکانیکی سازگار تر در قسمت می شود. یک ماده همگن به دلیل تغییر در ترکیب ، احتمال عدم موفقیت موضعی را تجربه می کند.

برای برنامه های کاربردی بالا ، مانند صنایع هوافضا و خودرو ، همگن بودن مواد بسیار مهم است. درتولید کنندگان فرفره آلومینیوم با کیفیت بالافرآیند جعل تضمین می کند که قطعات آلیاژ آلومینیوم دارای یک ترکیب یکنواخت هستند و عملکرد قابل اعتماد و مداوم را در محیط های خواستار ارائه می دهند.

پایان

در نتیجه ، فرآیند جعل تأثیر عمیقی بر خصوصیات مکانیکی قطعات دارد. از طریق پالایش ساختار دانه ، انتقال جهت ، کاهش تخلخل ، کنترل فشارهای باقیمانده و ترویج همگن بودن مواد ، جعل می تواند قطعاتی با استحکام برتر ، چقرمگی ، مقاومت در برابر خستگی و سایر خصوصیات مطلوب ایجاد کند.

ما به عنوان یک تأمین کننده قطعات جعلی ، ما اهمیت این عوامل را درک می کنیم و از تکنیک های پیشرفته جعل و اقدامات کنترل کیفیت استفاده می کنیم تا اطمینان حاصل شود که محصولات ما بالاترین استانداردها را رعایت می کنند. اگر به قطعات جعلی با کیفیت بالا برای برنامه های خود نیاز دارید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای تهیه و مذاکره با ما تماس بگیرید. ما متعهد هستیم بهترین راه حل های متناسب با الزامات خاص خود را در اختیار شما قرار دهیم.

منابع

• دیتر ، GE (1988). متالورژی مکانیکی. مک گرا - هیل.
• Kalpakjian ، S. ، & Schmid ، Sr (2013). مهندسی و فناوری تولید. پیرسون
• کمیته کتاب ASM. (1998). کتابچه راهنمای ASM ، دوره 14A: فلزکاری: جعل. ASM International.