Rèn chính xác

Rèn là một phương pháp tạo hình kim loại sử dụng máy rèn để tạo áp lực lên phôi kim loại, gây ra biến dạng dẻo để thu đượcvật rènvới các tính chất, hình dạng và kích thước cơ học cụ thể. Việc rèn giúp loại bỏ các khuyết tật như độ xốp đúc xảy ra trong quá trình nấu chảy, tối ưu hóa cấu trúc vi mô và bảo toàn các dòng chảy kim loại nguyên vẹn. Vật rèn thường có đặc tính cơ học vượt trội so với vật đúc từ cùng một vật liệu.

 

Dựa trên nhiệt độ phôi trong quá trình rèn, rèn có thể được phân loại thành: rèn nóng (trên nhiệt độ kết tinh lại), rèn ấm (từ nhiệt độ kết tinh lại đến 30% nhiệt độ kết tinh lại) và rèn nguội (dưới 30% nhiệt độ kết tinh lại, thường ở nhiệt độ phòng).

 

 

Vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong rèn là thép hợp kim. Nhiệt độ kết tinh lại ban đầu của thép là khoảng 727 độ, nhưng 800 độ thường được sử dụng làm đường phân chia. Rèn trên 800 độ là rèn nóng; rèn từ 300 đến 800 độ được gọi là rèn ấm hoặc rèn bán{7}}nóng; và rèn ở nhiệt độ phòng được gọi là rèn nguội. Vật rèn được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp là vật rèn nóng. Rèn ấm và rèn nguội chủ yếu được sử dụng để rèn các bộ phận của ô tô và máy móc nói chung. Rèn ấm và rèn nguội có thể tiết kiệm vật liệu một cách hiệu quả.

 

Rèn miễn phí
Rèn tự do đề cập đến phương pháp xử lý sử dụng các công cụ có mục đích chung,-đơn giản hoặc tác dụng ngoại lực trực tiếp lên phôi giữa đe trên và đe dưới của thiết bị rèn, làm cho phôi bị biến dạng và thu được hình dạng hình học cũng như chất lượng bên trong như mong muốn. Các vật rèn được sản xuất bằng phương pháp rèn tự do được gọi là vật rèn tự do. Rèn tự do chủ yếu được sử dụng để sản xuất các sản phẩm rèn theo lô nhỏ. Các thiết bị rèn như búa rèn và máy ép thủy lực được sử dụng để tạo hình phôi và thu được các vật rèn đủ tiêu chuẩn. Các quy trình cơ bản của rèn tự do bao gồm đảo lộn, vẽ, đục lỗ, cắt, uốn, xoắn, dịch chuyển và rèn nối. Rèn tự do luôn sử dụng phương pháp rèn nóng.

 

Rèn khuôn
Rèn khuôn được chia thành rèn khuôn mở và rèn khuôn kín. Phôi kim loại bị biến dạng dưới áp suất trong khoang khuôn rèn có hình dạng nhất định để thu được vật rèn. Rèn khuôn thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận không nặng nhưng được sản xuất với số lượng lớn. Rèn khuôn có thể được chia thành rèn khuôn nóng, rèn ấm và rèn nguội. Việc rèn khuôn kín do không có đèn flash nên có tỷ lệ sử dụng vật liệu cao hơn. Việc rèn phức tạp có thể được hoàn thành trong một hoặc một số quy trình. Hơn nữa, việc rèn khuôn kín tạo ra vật rèn có diện tích ứng suất nhỏ hơn, yêu cầu tải ít hơn. Điều quan trọng cần lưu ý là việc rèn khuôn kín đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ khối lượng phôi, vị trí tương đối của khuôn rèn và đo vật rèn để giảm thiểu độ mài mòn của khuôn.

 

Vật liệu kim loại thích hợp để rèn

Các vật liệu chính được sử dụng để rèn là thép cacbon và thép hợp kim có thành phần khác nhau, tiếp theo là nhôm, magie, đồng, titan và hợp kim của chúng. Trạng thái ban đầu của vật liệu bao gồm thanh, thỏi, bột kim loại và kim loại lỏng. Tỷ lệ giữa diện tích mặt cắt ngang của kim loại trước khi biến dạng và diện tích mặt cắt ngang sau khi biến dạng được gọi là tỷ lệ rèn. Lựa chọn chính xác tỷ lệ rèn, nhiệt độ gia nhiệt và thời gian giữ thích hợp, nhiệt độ rèn ban đầu và cuối cùng thích hợp, lượng và tốc độ biến dạng thích hợp là rất quan trọng để cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm chi phí. Ngoài các vật liệu kim loại nói trên, các siêu hợp kim làm từ sắt rèn-, niken-và coban-cũng được rèn hoặc cán. Tuy nhiên, do phạm vi nhựa tương đối hẹp, các hợp kim này khó rèn hơn và các yêu cầu nghiêm ngặt về nhiệt độ gia nhiệt, nhiệt độ rèn ban đầu và nhiệt độ rèn cuối cùng đối với các vật liệu khác nhau.

 

 

Quy trình rèn
Các phương pháp rèn khác nhau có các quy trình khác nhau, trong đó rèn khuôn nóng có dòng chảy dài nhất. Trình tự chung là: phôi phôi, gia nhiệt phôi, chuẩn bị rèn cuộn, rèn khuôn, cắt tỉa, làm sạch, đục lỗ, làm thẳng, v.v.

 

Kiểm tra rèn
Kiểm tra rèn bao gồm-kiểm tra trong quy trình, kiểm tra kích thước, phát hiện khuyết tật bề mặt và thành phần hóa học, ứng suất dư, tính chất cơ học và phân tích kim loại. Nếu cần,-thử nghiệm không phá hủy (NDT) cũng có thể được thực hiện.Xử lý nhiệtvật rèn được sử dụng để loại bỏ ứng suất rèn và cải thiện khả năng gia công của kim loại.

 

Đặc điểm của rèn
1. So vớivật đúc, rèn cải thiện cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của kim loại. Sau khi biến dạng gia công nóng thông qua rèn, các sợi nhánh thô và các hạt dạng cột ban đầu trong kim loại đúc được chuyển thành các hạt kết tinh cân bằng đồng trục mịn hơn, đồng đều hơn do biến dạng và kết tinh lại. Điều này nén và hàn các điểm không nhất quán như sự phân tách, độ xốp, lỗ chân lông và tạp chất trong phôi, dẫn đến cấu trúc vi mô dày đặc hơn và độ dẻo và tính chất cơ học được cải thiện.

2. Tính chất cơ học của vật đúc thấp hơn so với vật rèn làm từ cùng một vật liệu. Hơn nữa, việc rèn đảm bảo tính liên tục của cấu trúc sợi của kim loại, duy trì tính nhất quán giữa cấu trúc sợi và hình dạng của vật rèn, tạo ra các đường dòng kim loại hoàn chỉnh và đảm bảo các tính chất cơ học tốt và tuổi thọ dài hơn. Các sản phẩm rèn được sản xuất bằng cách sử dụng quy trình rèn khuôn chính xác, ép đùn lạnh và ép đùn ấm không thể so sánh được với vật đúc.

3. Vật rèn là vật trong đó kim loại chịu áp lực và bị biến dạng dẻo để đạt được hình dạng mong muốn hoặc lực nén thích hợp. Lực này đạt được bằng cách sử dụng búa hoặc áp lực. Quá trình rèn tạo ra cấu trúc dạng hạt tinh tế và cải thiện các tính chất vật lý của kim loại. Trong các ứng dụng thực tế của các bộ phận, một thiết kế phù hợp sẽ đảm bảo rằng dòng hạt được căn chỉnh theo hướng áp suất chính. Ngược lại, vật đúc là các bộ phận kim loại được hình thành bằng nhiều phương pháp đúc khác nhau. Điều này liên quan đến việc đổ kim loại nóng chảy vào khuôn-đã được chuẩn bị sẵn bằng các phương pháp như đổ, phun, hút hoặc các kỹ thuật đúc khác. Sau khi làm nguội, kim loại sẽ trải qua quá trình loại bỏ cát, làm sạch và-xử lý hậu kỳ để thu được vật thể có hình dạng, kích thước và hiệu suất cụ thể.

4. Quá trình rèn có thể đạt được quá trình rèn hình dạng lưới. Việc rèn yêu cầu tối thiểu hoặc không cần gia công và mang lại những ưu điểm như hình dạng chính xác, độ chính xác kích thước cao, độ chính xác về hình thức và vị trí cũng như độ nhám bề mặt cao.

 

Ứng dụng rèn
Các bộ phận quan trọng trong máy móc liên quan chịu tải trọng cao và hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt thường được rèn, ngoại trừ những hình dạng đơn giản hơn có thể được chế tạo từ các tấm cán, cấu hình, vật đúc và các bộ phận hàn. Rèn là một trong những phương pháp xử lý chính để cung cấp phôi cho các bộ phận cơ khí trongngành sản xuất máy móc. Thông qua việc rèn, không chỉ có thể thu được hình dạng của các bộ phận cơ khí mà cấu trúc bên trong của kim loại cũng có thể được cải thiện, nâng cao các tính chất cơ lý của nó. Đối với hầu hết các bộ phận cơ khí quan trọng phải chịu ứng suất cao và yêu cầu cao, rèn là phương pháp sản xuất phổ biến nhất. Ví dụ: các bộ phận quan trọng như trục máy phát tua bin, cánh quạt, cánh quạt, cánh quạt, vòng giữ, cột ép thủy lực lớn, xi lanh-áp suất cao, trục máy cán, trục khuỷu động cơ đốt trong, thanh nối, bánh răng, vòng bi và pháo trong ngành công nghiệp quốc phòng đều được sản xuất bằng phương pháp rèn.