شکل دهی در تولید فولاد

فولاد نفیس

4-   شکل دهی

شکل دهی به اعمال نیرو و تنش جهت غلبه بر استحکام تسلیم مواد و ایجاد تغییر شکل ( کرنش پلاستیک ) برای رسیدن به شکل دلخواه اطلاق می شود. مطابق با نوع فرآیند انواع مختلف تنش های کششی، فشاری، خمشی، پیچشی و برشی می توانند مورد کاربرد قرار بگیرند. به لحاظ ساختار میکرویی با اعمال تنش، مکانیزم های لغزش، فعال شده و حرکت نابجایی ها شرایط لازم برای تغییر شکل مومسان را فراهم می کند. شکل دهی اولیه بیشتر شامل روش های نورد، کشش و اکستروژن می باشد که بر روی شمش های تولید شده در واحد ریخته گری انجام می پذیرد و محصولاتی همانند میله، لوله، ورق، مفتول و مقاطعی مثل تیرآهن، نبشی، سپری و ناودانی از آن تولید می گردد. این محصولات می توانند به عنوان مواد اولیه در روش های شکل دهی ثانویه مثل آهنگری و کشش عمیق کاربرد داشته باشند.

 شکل دهی با توجه به حالت تنش و تغییرات آن، شکل مواد اولیه، ضخامت آن و نوع تغییر شکل دلخواه صورت می پذیرد. در شکل دهی، سطح تماس ابزار و قطعه، به صورت یک بعدی، دو بعدی، یکنواخت، غیریکنواخت، صفحه ای و حجمی انجام می پذیرد. انواع روش های شکل دهی مرسوم در صنایع ذوب فولاد عبارتند از: نورد، ورق کاری، اکستروژن، آهنگری، شکل دهی انفجاری، شکل دهی الکتریکی، شکل دهی الکترومغناطیسی، شکل دهی چرخشی، شکل دهی هیدرولیکی، شکل دهی حرارتی. از سوی دیگر تقسیم بندی شکل دهی با توجه به دمای عملیات به صورت زیر می تواند انجام شود:

کار سرد در دمای کمتر از 0.3 نقطه ذوب و کار گرم در دمای بالاتر از 0.6 نقطه ذوب صورت می پذیرد. در دماهای پایین، استحکام مواد بالا بوده و کرنش سختی باعث محدود شدن دامنه تغییر شکل می گردد، لذا این روش بیشتر برای ضخامت های نازک استفاده می شود. از مزایای کار سرد می توان به سطح مطلوب با پرداخت مناسب و دقت بالای ابعادی اشاره کرد. با افزایش دمای عملیات، استحکام ماده کاهش و شکل پذیری آن افزایش می یابد. با رسیدن به دماهای بالاتر، تبلور مجدد انجام شده که این امر امکان تغییر شکل های بسیار شدیدتری در قطعات حجیم تر، با تنش های بسیار کمتر را فراهم می کند. در نهایت سطح اکسید شده و دقت ابعادی پایین را می توان از معایب کارگرم دانست.

خواص نهایی فلزات کار شده

در فرآیندهای کار گرم بسیاری از معایب شمش های ریخته گری کاهش و با انجام تبلور مجدد خواص مکانیکی به میزان قابل توجهی بهبود می یابند. در فرآیند آهنگری با توجه به اینکه قبل از آن، شکل دهی اولیه نیز انجام می گیرد، بهترین خواص را خواهیم داشت. در فرآیندهای نورد سرد معمولا دانه ها کشیده می شوند و با ایجاد کار سختی و افزایش دانسیته نابجایی ها، سختی و استحکام مواد افزایش یافته، میزان افزایش طول کاهش می یابد و خواص فیزیکی همانند هدایت الکتریکی و خواص مغناظیسی نیز تحت تاثیر قرار خواهند گرفت. انجام انواع عملیات حرارتی در اصلاح ساختار، دانه بندی و نزدیک شدن به خواص مورد نظر، پس از کلیه روش های شکل دهی امکان پذیر است.

فولاد نفیس

سه روش مهم و رایج شکل دهی فولاد برای ساخت و رسیدن به محصول نهایی وجود دارد.

این روش ها عبارتند از: نورد –  اکستروژن آهنگری 

 

نورد

نورد یکی از پرکاربردترین روش های شکل دهی است که با سیلان مواد در اثر حرکت تحت فشار بین دو یا چند غلطک ایجاد می شود. این فرآیند به صورت سرد و گرم وجود دارد و در حالت های پیوسته، حلقه ای و رزوه نیز انجام پذیر است. نورد سرد برای ورق های نازک و به عنوان فرآیند نهایی استفاده می شود. محصول ورق با توجه به ضخامت به صورت کویل در آمده و یا برش داده می شود و در اندازه های استاندارد به فروش می رسد. سایر مقاطع نیاز به برش در طول های مشخص دارند تا آماده حمل و نقل و فروش گردند.

اکستروژن 

شمش ریخته گری وارد مخزن دستگاه پرس شده و در دمای بالا به کمک یک پیستون به سمت قالب فشرده می شود و با ایجاد تغییر شکل مومسان، شکل قالب را به خود می گیرند. این روش با توجه به جهت حرکت پیستون نسبت به مواد به دو نوع مستقیم و غیر مستقیم، با توجه به محرک مورد استفاده به دو نوع مکانیکی و هیدرولیکی و با توجه به محور پرس به دو حالت عمودی و افقی تقسیم می شود.

آهنگری 

آهنگری به فورج نیز معروف است. با توجه به اینکه روش های ذکر شده در قبل با نرخ کرنش کم و به صورت آهسته انجام می گیرند، آهنگری یا همان فورج همراه با نرخ کرنش بالا و به صورت ضربتی است. در این روش یک چکش فلزی با نیروی بسیار بالا به صورت مکرر به قطعه کار ضربه وارد می کند تا قطعه شکل دلخواه به خود بگیرد. برای ساخت اشکال پیچیده از قالب فلزی استفاده می شود. آهنگری در دماهای مختلف زیر 0.3 نقطه ذوب (فورج سرد)، بین 0.3 تا 0.7 (فورج گرم) و بالاتر از 0.7 (فورج داغ) انجام پذیر است. با توجه به اینکه قطعات فورج سرد از کیفیت سطحی بالا و تولرانس ابعادی دقیق برخوردار هستند، محدودیت دامنه تغییر شکل و اثر کار سرد باعث می شود تا آهنگری بیشتر در دماهای بالا انجام گیرد. این امر باعث تغییر شکل های شدید می شود و تبلور مجدد اثر کار سرد را خنثی می کند.

پاسخ دهیدآدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. قسمتهای مورد نیاز علامت گذاری شده است * نام شما

شهرک صنعتی خرمدره - فاز توسعه ۲ - بلوار صنعت ۱۲ - مجتمع فولاد نفیس ایرانیان
© کلیه حقوق وب سایت برای شرکت محفوظ می باشد.