Forgiatura di metalli: metodi e applicazioni dell'acero

Forgiatura dei metalliè un metodo di produzione che prevede la modellatura del metallo utilizzando la forza di compressione con un martello, una pressa o altre attrezzature. A seconda del metallo da forgiare e della resa desiderata, questa procedura può essere eseguita a diverse temperature.

In questo articolo, Maple discuterà i diversi metodi e applicazioni della forgiatura dei metalli.

Cos'è la forgiatura dei metalli e il suo scopo?

La forgiatura, un metodo di modellatura dei metalli che utilizza forze di compressione localizzate, esiste fin dai tempi dell'antica Mesopotamia nel 4000 a.C. Da allora il processo si è evoluto in modo significativo, dando vita a una tecnica più efficiente, più rapida e più duratura.

La maggior parte della forgiatura odierna viene completata con presse per forgiatura o strumenti di martellamento alimentati da elettricità, idraulica o aria compressa.

L'obiettivo della forgiatura è modellare rapidamente e ripetutamente il metallo. Rispetto ad altri metodi di produzione, la forgiatura dei metalli crea alcune delle parti prodotte più durevoli disponibili.

Processo di forgiatura: cosa succede al metallo?

Le impurità nel metallo si rompono e si ridistribuiscono durante il processo di forgiatura. Ciò riduce drasticamente il numero di inclusioni nella parte forgiata.

Cosa sono le inclusioni? Si tratta di elementi compositi presenti all'interno dell'acciaio durante il processo di fabbricazione e che producono punti di tensione nei pezzi forgiati finali. Mentre le impurità dovrebbero essere gestite durante il processo di fusione iniziale, la forgiatura affina ulteriormente il metallo.

La forgiatura rafforza anche il metallo alternandone la struttura dei grani; una struttura a grana incrociata consente una distribuzione più uniforme della forza, risultando in un componente più forte.

Caratteristiche principali del metallo forgiato

·Affidabilità in applicazioni altamente sollecitate e sensibili. Offre buona resistenza e tenacità, fondamentali per componenti importanti.

·La forgiatura in genere crea pochi o nessun scarto, rendendola meno costosa per lotti di produzione medio-grandi.

·Il processo di forgiatura può produrre la parte finale molto velocemente, in genere entro uno o due colpi di martello.

Attrezzature per forgiatura

A seconda del metodo esatto utilizzato, esistono quattro tipi di attrezzature per la forgiatura.

Martelli

La forgiatura nella sua forma più elementare richiede impatto; lo strumento più efficace per generare questa forza è un martello.

Talvolta le parti più piccole vengono ancora forgiate utilizzando utensili manuali, ma sulle linee di produzione di massa vengono utilizzati martelli elettrici. Questi spesso utilizzano una combinazione di sistemi meccanici e idraulici per sollevare e accelerare la testa del martello. Di solito nello strumento è incorporata un'incudine, ma hanno anche la possibilità di collegare anche altri strumenti, a seconda dell'attività.

Presse

Le presse meccaniche o idrauliche applicano una pressione continua sugli stampi di forgiatura. Per spingere verticalmente il metallo nelle cavità dello stampo con un'alta pressione controllata, questo tipo di macchinari spesso richiede una forza superiore a 50.000 tonnellate. Il metallo viene spinto lentamente negli stampi, invece di deformarsi con colpi costanti.

Sconvolgitori

La forgiatura del ribaltatore è simile alla forgiatura tramite pressa, con la differenza fondamentale che un ribaltatore è una pressa per forgiatura orizzontale. Invece di spingere il metallo verso il basso, il metallo viene spinto orizzontalmente nell’impronta del moncone.

Forgiatura a rulli

La forgiatura a rulli viene spesso utilizzata per produrre parti continue. Durante questo processo, il pezzo viene fatto avanzare attraverso due rulli dalla forma speciale per formare un prodotto lungo con una sezione trasversale variabile, riducendo al minimo la necessità di rimozione del materiale.

Quali metalli possono essere forgiati?

Poiché tutti i metalli possono essere influenzati dal calore e dalla compressione, la forgiatura può modellare e creare quasi tutti i metalli; ulteriori perfezionamenti al processo di forgiatura hanno costantemente aumentato il totale.

Molti produttori optano per la forgiatura per la sua capacità di creare pezzi con elevate qualità meccaniche e scarti minimi. L'obiettivo del processo è deformare i metalli secondo una geometria specifica, conferendo loro resistenza alla fatica e robustezza.

Sebbene la maggior parte dei metalli possa essere forgiata, gli acciai al carbonio, legati e inossidabili sono quelli più utilizzati. Detto questo, la forgiatura può generare in modo efficiente ed economico un gran numero di pezzi dalla maggior parte dei metalli.

Quali metalli non possono essere forgiati?

A causa della loro duttilità limitata, alcuni metalli come la ghisa e alcuni acciai ad alto tenore di carbonio non possono essere forgiati. Inoltre, alcuni metalli, come le leghe ad alta resistenza, potrebbero essere troppo fragili per sopportare il processo di forgiatura.