فورج قالب بسته یکی از روش های مهم شکل دهی فلزات است که در آن ، قطعه کار بین دو نیمه قالب فورج قرار گرفته و تحت فشار بسیار زیاد قرار می گیرد . این فشار باعث تغییر شکل فلز و ایجاد قطعه ای با شکل و ابعاد دقیق می شود .
فورج قالب بسته
فورج روشی برای شکل دهی فلزات هست که دو نوع دارد فورج قالب باز و قالب بسته . در روش قالب باز ، قطعه کار بین دو قالب ساده یا مسطح قرار می گیرد و با ضربه چکش یا پرس تغییر شکل می دهد . دقت ابعادی در این روش نسبت به فورج قالب بسته کمتر است . در فورج قالب بسته ، قالب ها دارای حفره هایی با شکل دقیق قطعه نهایی هستند و قطعه کار تحت فشار بسیار زیادی در این حفره ها قرار می گیرد . این امر باعث ایجاد قطعاتی با دقت ابعادی بالا و خواص مکانیکی بهتر می شود . این روش امتیازاتی دارد که باعث محبوبیت آن می شود . قطعات تولید شده با این روش دارای ابعادی بسیار دقیق و یکنواختی هستند و هم چنین خواص مکانیکی بهتری دارد زیرا فرآیند فورج باعث بهبود خواص مکانیکی فلز مانند استحکام ، سختی و چقرمگی می شود .
چرا فورجینگ (فورج) مهم است ؟
فورجینگ یک فرآیند مهم و پرکاربرد در صنعت است که برای تولید قطعات فلزی با کیفیت و دقت ابعادی بالا استفاده می شود ، در این روش فلزات تحت فشار و حرارت شکل داده می شوند . در واقع ، فورجینگ به معنای شکل دادن فلز با استفاده از نیروی خارجی است . این نیرو می تواند به صورت ضربه ای ( مانند ضربه چکش ) یا فشاری ( مانند فشار پرس ) اعمال شود . فرایند فورجینگ باعث می شود دانه های تشکیل دهنده فلز به هم نزدیک تر شده و ساختار آن متراکم تر شود به همین دلیل باعث افزایش استحکام ، چقرمگی و دوام قطعه شود . با استفاده از قالب های دقیق می توان قطعاتی با ابعاد و شکل بسیار دقیق ، قطعات پیچیده با حفره ، سوراخ و برجستگی های مختلف را به روش فورجینگ تولید کرد . در مقایسه با روش های دیگر شکل دهی فلز ، ضایعات تولید شده در فرآیند فورجینگ بسیار کمتر است و هم چنین امکان تولید انبوه قطعات با شکل و اندازه یکسان وجود دارد .
انواع فورجینگ
فورجینگ یا آهنگری به روش های مختلفی انجام می شود که هر کدام مزایا و کاربرد های خاص خود را دارند . در ادامه به برخی از انواع مهم فورجینگ اشاره می کنیم :
- بر اساس دما :
سرد (Cold Forging) : در این روش ، فلز در دمای محیط یا دمای کمی بالاتر شکل داده می شود . این روش برای فلزات نرمتر مانند مس ، آلومینیوم و برخی آلیاژها مناسب است .
گرم (Warm Forging) : در روش گرم فلز تا دمایی کمتر از دمای تبلور مجدد گرم می شود و سپس شکل داده می شود . این روش برای فلزاتی که در دمای محیط سخت هستند ، مناسب است .
داغ (Hot Forging) : در فورج داغ ، فلز تا دمای تبلور مجدد یا بالاتر از آن گرم می شود و سپس شکل داده می شود . این روش برای اکثر فلزات ، به ویژه فولاد ها ، گزینه خوبی است .
- بر اساس نوع قالب:
فورج آزاد (Open Die Forging): در آن فلز بین دو قالب ساده یا مسطح قرار گرفته و با ضربات چکش یا پرس شکل داده می شود .
فورج قالب بسته (Closed Die Forging) : در این روش ، فلز بین دو قالب پیچیده با حفره های دقیق قرار گرفته و تحت فشار قرار می گیرد تا شکل قطعه نهایی را به خود بگیرد .
فورج قالب نیمه بسته (Semi-Closed Die Forging) : ترکیبی از دو روش قبلی است .
- بر اساس روش اعمال نیرو:
ضربه ای (Hammer Forging) : در این روش ، از چکش های مکانیکی یا پنوماتیکی برای اعمال ضربات به فلز استفاده می شود .
پرس (Press Forging) : در فورج پرس ، از پرس های هیدرولیکی یا مکانیکی برای اعمال فشار به فلز استفاده می شود .
کاربرد های فورج قالب بسته
به طور خلاصه ، فورج قالب بسته یک روش بسیار دقیق و کارآمد برای تولید قطعات فلزی با خواص مکانیکی بالا است . امکان تولید انبوه قطعات با شکل و اندازه یکسان وجود دارد . مراحل فرآیند فورج قالب بسته به این صورت است که ابتدا قطعه کار ( شمش فلزی ) به اندازه و شکل مناسب برش داده می شود . قطعه کار تا دمای مناسب گرم می شود تا شکل پذیری آن افزایش یابد و بین دو نیمه قالب قرار گیرد . با اعمال فشار بسیار زیاد به قالب ها ، قطعه کار به شکل حفره قالب تغییر شکل می دهد . سپس قطعه شکل گرفته به آرامی خنک می شود و در آخر از قالب خارج می شود . فورج قالب بسته در تولید انواع مختلف قطعات فلزی کاربرد دارد که در ادامه به آن ها اشاره کرده ایم :
- قطعات خودرو : شفت ، میل لنگ و چرخ دنده ها
- قطعات هواپیما : پره های توربین و شاسی
- قطعات صنعتی : قطعات پرس و قالب سازی
- قطعات نظامی : پوکه های مهمات و قطعات تانک