Come fornitore di forgiature, ho assistito in prima persona all'importanza di comprendere i comuni difetti di forgiatura e le loro cause. Questa conoscenza non è solo cruciale per mantenere una produzione di alta qualità, ma anche per soddisfare le diverse esigenze dei nostri clienti. In questo blog, condividerò alcuni dei difetti di forgiatura più diffusi e ciò che porta a loro.
1. Crepe
Le crepe sono uno dei difetti di forgiatura più gravi. Possono essere classificati in crepe di superficie e fessure interne, ognuna con la propria serie di cause.
Crepe di superficie
Le crepe di superficie sono visibili sulla superficie esterna della forgiatura. Una causa comune è una deformazione eccessiva durante il processo di forgiatura. Quando il metallo viene deformato oltre il suo limite di duttilità, lo strato superficiale non può resistere allo stress, con conseguente crepa. Ad esempio, se la velocità di forgiatura è troppo alta o il rapporto di riduzione in ciascun passaggio è troppo grande, il metallo potrebbe non avere abbastanza tempo per fluire uniformemente, portando alla concentrazione di stress sulla superficie e infine a crack.
Un'altra causa di crepe superficiali è la scarsa qualità del materiale. Se la materia prima contiene impurità come lo zolfo e il fosforo, questi elementi possono ridurre la duttilità e la tenacità del metallo. Durante la forgiatura, la presenza di queste impurità può fungere da allevamenti di stress, iniziando le fessure sulla superficie. Inoltre, il riscaldamento improprio della materia prima può anche contribuire alle crepe superficiali. Il surriscaldamento può far crescere anormalmente la struttura del grano del metallo, indebolendo il materiale e rendendolo più incline a cracking.
Fessure interne
Le crepe interne sono più difficili da rilevare ma possono essere ugualmente dannose per le prestazioni della forgiatura. Una delle principali cause di crepe interne è la deformazione non uniforme. Quando il processo di forgiatura non garantisce la distribuzione uniforme di sollecitazione e tensione all'interno del metallo, possono verificarsi concentrazioni di sollecitazione interna. Ad esempio, in conflitti complessi, aree con diverse aree trasversali possono sperimentare diversi gradi di deformazione, portando a fessure interne alle interfacce tra queste aree.
Il controllo della temperatura di forgiatura inadeguato può anche portare a fessure interne. Se la temperatura di forgiatura è troppo bassa, il metallo diventa meno malleabile e le sollecitazioni interne generate durante la deformazione non possono essere alleviate, con conseguente formazione di crepe. D'altra parte, se la temperatura è troppo alta per un periodo prolungato, il metallo può subire l'ossidazione dei confini del grano, che indebolisce i confini del grano e rende la forgiatura suscettibile alle crepe interne.
2. Porosità
La porosità si riferisce alla presenza di piccoli vuoti o cavità all'interno della forgiatura. Può ridurre significativamente la forza e la densità della forgiatura.
Porosità del gas
La porosità del gas è principalmente causata dall'intrappolamento dei gas durante il processo di forgiatura. Quando il metallo fuso si solidifica, gas come idrogeno, azoto e ossigeno possono essere intrappolati all'interno del metallo. Questi gas possono provenire da varie fonti, tra cui la materia prima stessa, i lubrificanti utilizzati durante la forgiatura o l'atmosfera nell'ambiente di forgiatura. Ad esempio, se la materia prima ha un contenuto di gas elevato o se il lubrificante si decompone durante la forgiatura, può rilasciare gas che vengono intrappolati nella forgiatura.
Porosità di restringimento
La porosità di restringimento si verifica a causa del restringimento del volume del metallo durante la solidificazione. Mentre il metallo si raffredda dallo stato fuso allo stato solido, il suo volume diminuisce. Se il metallo non ha abbastanza tempo per riempire lo spazio creato dal restringimento, si formeranno i vuoti. Questo è più probabile che accada in forgiati di dimensioni grandi o in aree con sezioni di croce spessa in cui la frequenza di raffreddamento è più lenta.
3. Freddo chiuso
Una chiusura fredda è un difetto in cui due superfici metalliche non riescono a fondersi correttamente durante la forgiatura. Appare come una linea visibile o una cucitura sulla superficie della forgiatura.
La causa principale della chiusura a freddo è il flusso improprio di metallo durante la forgiatura. Quando il flusso di metallo viene interrotto o limitato, le superfici metalliche di nuova formazione potrebbero non entrare in pieno contatto e legarsi insieme. Questo può accadere quando la matrice di forgiatura ha angoli affilati o quando il metallo non è correttamente lubrificato. Gli angoli affilati nella matrice possono far fluire il metallo in modo irregolare, impedendo una corretta fusione. La lubrificazione insufficiente può anche aumentare l'attrito tra il metallo e la matrice, ostacolando il flusso liscio del metallo e portando a difetti a chiusura fredda.
4. Inclusioni in scala
Le inclusioni della scala sono particelle di scala di ossido che sono intrappolate all'interno della forgiatura. La scala di ossido si forma sulla superficie del metallo quando è riscaldata in presenza di ossigeno.
Durante la forgiatura, se la scala non viene rimossa correttamente prima che il metallo venga deformato, può essere premuta nel metallo, con conseguenti inclusioni di scala. Ciò può accadere quando il processo di declassamento è inadeguato o quando l'operazione di forgiatura viene eseguita troppo presto dopo il riscaldamento, prima che la scala sia stata completamente rimossa. Le inclusioni in scala possono ridurre le proprietà meccaniche della forgiatura, come la sua resistenza e duttilità, e possono anche causare problemi di finitura superficiale.
5. Interruzioni del flusso di grano
Il flusso di grano in una forgiatura è un fattore importante che determina le sue proprietà meccaniche. Le interruzioni del flusso di grano si verificano quando il flusso normale dei grani metallici viene interrotto durante la forgiatura.
Una causa delle interruzioni del flusso di grano è il design dell'improprio. Se la forma della matrice non consente un flusso liscio e continuo del metallo, il flusso di grano verrà interrotto. Ad esempio, un dado con improvvisi cambiamenti nella sezione trasversale o transizioni acute può causare bruscamente i grani di metallo, portando a un modello di flusso di grani non uniforme.
Operazioni di forgiatura errate possono anche interrompere il flusso di grano. La forgiatura oltre o sotto - la forgiatura può avere un impatto negativo sul flusso del grano. La forgiatura in eccesso può causare una deformazione eccessiva e la rottura della struttura del grano, mentre sotto - la forgiatura potrebbe non essere sufficiente per stabilire un adeguato modello di flusso di grano.
Come fornitore di forgiature, siamo ben consapevoli di questi comuni difetti di forgiatura e adottano numerose misure per prevenirli. Abbiamo in atto rigorose procedure di controllo della qualità, dalla selezione delle materie prime all'ispezione finale dei forgiamenti. I nostri ingegneri e tecnici esperti progettano attentamente i processi di forgiatura, tenendo conto di fattori come la progettazione del dado, la temperatura di forgiatura e il tasso di deformazione per garantire forgiamenti di alta qualità.
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Riferimenti
- Manuale dei metalli: forgiatura, ASM International
- Fondamenti di Formaggio di Metal, McGraw - Hill Education
- Forgiatura tecnologica e applicazioni, CRC Press
