این مقاله به تشریح اشکالات و مشکلات سنتی می پردازدفلنجفرآیند آهنگری، و یک مطالعه عمیق در مورد کنترل فرآیند، روش شکل‌دهی، اجرای فرآیند، بازرسی آهنگری و عملیات حرارتی پس از آهنگری آهنگری‌های فلنجی در ترکیب با موارد خاص انجام می‌دهد. این مقاله یک طرح بهینه سازی برای فرآیند آهنگری فلنج پیشنهاد می کند و مزایای جامع این طرح را ارزیابی می کند. مقاله دارای ارزش مرجع خاصی است.

معایب و مشکلات فرآیند آهنگری فلنج سنتی

برای اکثر شرکت های آهنگری، تمرکز اصلی در فرآیند آهنگری فلنج بر روی سرمایه گذاری و بهبود تجهیزات آهنگری است، در حالی که فرآیند تخلیه مواد خام اغلب نادیده گرفته می شود. بر اساس بررسی های انجام شده، اکثر کارخانه ها معمولاً در هنگام استفاده از دستگاه اره استفاده می کنند و بیشتر آنها از اره نواری نیمه اتوماتیک و اتوماتیک استفاده می کنند. این پدیده نه تنها کارایی مواد زیرین را تا حد زیادی کاهش می دهد، بلکه دارای مشکلات اشغال فضای زیادی و پدیده آلودگی سیال اره برش است. در فرآیند آهنگری فلنجی سنتی معمولاً در فرآیند آهنگری قالب باز معمولی استفاده می شود، دقت آهنگری این فرآیند نسبتاً کم است، سایش قالب زیاد است، مستعد ابتلا به عمر کم آهنگری و یک سری پدیده های بد مانند به عنوان اشتباه بمیر.

بهینه سازی فرآیند آهنگری فلنجی

کنترل فرآیند جعل

(1) کنترل ویژگی های سازمانی. فورج فلنج اغلب فولاد ضد زنگ مارتنزیتی و فولاد زنگ نزن آستنیتی به عنوان مواد اولیه است، این مقاله فولاد زنگ نزن آستنیتی 1Cr18Ni9Ti را برای آهنگری فلنج انتخاب کرد. این فولاد ضد زنگ استحاله هتروکریستالی ایزوتروپیک وجود ندارد، اگر تا حدود 1000 درجه سانتیگراد گرم شود، می توان یک سازمان آستنیتی نسبتا یکنواخت به دست آورد. پس از آن، اگر فولاد ضد زنگ گرم شده به سرعت سرد شود، سازمان آستنیتی به دست آمده را می توان تا دمای اتاق حفظ کرد. اگر سازمان به آرامی خنک شود، پس از آن آسان است به نظر می رسد فاز آلفا، که باعث می شود حالت گرم پلاستیکی فولاد ضد زنگ تا حد زیادی کاهش می یابد. فولاد ضد زنگ نیز دلیل مهمی برای تخریب خوردگی بین دانه ای است، این پدیده عمدتاً به دلیل تولید کاربید کروم در لبه دانه است. به همین دلیل باید تا حد امکان از پدیده کربوریزه شدن اجتناب شود.
(2) به شدت به مشخصات گرمایش و کنترل موثر دمای آهنگری پایبند باشید. هنگام گرم کردن فولاد ضد زنگ آستنیتی 1Cr18Ni9Ti در کوره، سطح مواد بسیار مستعد کربوریزه شدن است. به منظور به حداقل رساندن وقوع این پدیده، باید
از تماس بین فولاد ضد زنگ و مواد حاوی کربن خودداری کنید. به دلیل هدایت حرارتی ضعیف فولاد زنگ نزن آستنیتی 1Cr18Ni9Ti در محیط دمای پایین، نیاز به گرم شدن آهسته دارد. کنترل دمای گرمایش ویژه باید با انطباق دقیق با منحنی شکل 1 انجام شود.

شکل 1 کنترل دمای گرمایش فولاد ضد زنگ آستنیتی 1Cr18Ni9Ti
(3) کنترل فرآیند عملیات فورج فلنج. اول از همه، الزامات فرآیند خاص باید به شدت رعایت شود تا مواد خام به طور منطقی برای مواد انتخاب شود. قبل از گرم کردن مواد باید یک بازرسی جامع از سطح مواد انجام شود تا از ترک خوردگی، چین خوردگی و آخال در مواد خام و سایر مشکلات جلوگیری شود. سپس هنگام آهنگری باید اصرار داشت که ابتدا مواد را با تغییر شکل کمتر به آرامی کوبیده و با افزایش انعطاف پذیری مواد، ضربه محکمی به آن زد. در هنگام ناراحتی، انتهای بالایی و پایینی باید پخ یا چین خورده شود و سپس قسمت صاف شود و دوباره ضربه بخورد.

روش شکل دهی و طراحی قالب

هنگامی که قطر از 150 میلی متر تجاوز نمی کند، فلنج جوش لب به لب را می توان با روش شکل دهی هدر باز با مجموعه ای از قالب ها تشکیل داد. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، در روش تنظیم قالب باز، باید توجه داشت که ارتفاع شکاف برهم زننده و نسبت دیافراگم قالب d به بهترین وجه در 1.5 - 3.0 کنترل می شود، شعاع فیله سوراخ قالب R برابر است با بهترین 0.05d – 0.15d، و ارتفاع قالب H 2mm – 3mm کمتر از ارتفاع آهنگری مناسب است.

شکل 2 روش مجموعه قالب باز
هنگامی که قطر بیش از 150 میلی متر است، توصیه می شود که روش جوش لب به لب فلنج فلنجینگ و اکستروژن حلقه مسطح را انتخاب کنید. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، ارتفاع H0 خالی باید 0.65 (H+h) - 0.8 (H+h) در روش فلنجینگ حلقه مسطح باشد. کنترل دمای گرمایش ویژه باید با انطباق دقیق با منحنی شکل 1 انجام شود.

شکل 3 روش چرخش و اکستروژن حلقه مسطح

اجرای فرآیند و بازرسی جعل

در این مقاله از روش برش میله فولادی ضد زنگ استفاده شده و با استفاده از فرآیند برش محدود برای اطمینان از کیفیت سطح مقطع محصول ترکیب شده است. به جای استفاده از فرآیند آهنگری قالب باز معمولی، روش آهنگری دقیق بسته اتخاذ شده است. این روش نه تنها آهنگری را انجام می دهد
این روش نه تنها دقت آهنگری را بهبود می بخشد، بلکه احتمال قالب اشتباه را از بین می برد و روند برش لبه را کاهش می دهد. این روش نه تنها مصرف لبه قراضه را حذف می کند، بلکه نیاز به تجهیزات برش لبه، قالب های برش لبه و پرسنل لبه برش مرتبط را نیز از بین می برد. بنابراین، فرآیند آهنگری دقیق بسته برای صرفه جویی در هزینه ها و بهبود راندمان تولید اهمیت زیادی دارد. با توجه به الزامات مربوطه، استحکام کششی آهنگری های سوراخ عمیق این محصول نباید کمتر از 570 مگاپاسکال باشد و ازدیاد طول نباید کمتر از 20 درصد باشد. با نمونه برداری از قسمت ضخامت دیواره سوراخ عمیق برای ساخت نوار تست و انجام تست تست کششی، می توان دریافت که استحکام کششی آهنگری 720 مگاپاسکال، استحکام تسلیم 430 مگاپاسکال، ازدیاد طول 21.4 درصد و انقباض مقطعی 37 درصد است. . مشاهده می شود که محصول دارای الزامات است.

عملیات حرارتی پس از جعل

فلنج فولاد ضد زنگ آستنیتی 1Cr18Ni9Ti پس از آهنگری، توجه ویژه ای به ظاهر پدیده خوردگی بین دانه ای داشته باشید و تا حد امکان انعطاف پذیری مواد را بهبود بخشید تا مشکل سخت شدن کار را کاهش دهید یا حتی از بین ببرید. برای به دست آوردن مقاومت در برابر خوردگی خوب، فلنج آهنگری باید عملیات حرارتی موثری داشته باشد، برای این منظور، آهنگرها باید درمان محلول جامد باشند. بر اساس تجزیه و تحلیل فوق، فورجینگ ها باید به گونه ای گرم شوند که وقتی دما در محدوده 1050 تا 1070 درجه سانتی گراد است، تمام کاربیدها در آستنیت حل شوند. بلافاصله پس از آن، محصول به دست آمده به سرعت خنک می شود تا یک ساختار آستنیتی تک فاز به دست آید. در نتیجه، مقاومت در برابر خوردگی تنشی و مقاومت در برابر خوردگی کریستالی آهنگری بسیار بهبود می یابد. در این مورد، عملیات حرارتی آهنگری ها با استفاده از کوئنچ حرارتی اتلاف آهنگری انتخاب شد. از آنجایی که کوئنچ حرارتی اتلاف فورج یک خاموش کردن تغییر شکل در دمای بالا است، در مقایسه با تمپر معمولی، نه تنها نیازی به گرمایش تجهیزات کوئنچ و کوئنچ و الزامات پیکربندی اپراتور مربوطه ندارد، بلکه عملکرد آهنگری های تولید شده با استفاده از این فرآیند نیز بسیار زیاد است. کیفیت بالاتر

تجزیه و تحلیل جامع سود

استفاده از فرآیند بهینه سازی شده برای تولید آهنگری های فلنجی به طور موثری میزان ماشینکاری و شیب قالب آهنگری را کاهش می دهد و در مصرف مواد خام تا حدی صرفه جویی می کند. استفاده از تیغه اره و سیال برش در فرآیند آهنگری کاهش می یابد که مصرف مواد را به شدت کاهش می دهد. با معرفی روش تهویه حرارتی فورج، حذف انرژی مورد نیاز برای خاموش کردن حرارتی.

نتیجه گیری

در فرآیند تولید آهنگری فلنجی، الزامات فرآیندی خاص باید به عنوان نقطه شروع، همراه با علم و فناوری مدرن برای بهبود روش آهنگری سنتی و بهینه سازی طرح تولید در نظر گرفته شود.