ความแข็งแกร่งที่ยั่งยืนของการตีขึ้นรูปแหวน: จากเกียร์ไปจนถึงยานอวกาศ

การตีแหวนคืออะไร?

การตีแหวนเป็น กระบวนการขึ้นรูปโลหะ ที่ผลิตส่วนประกอบทรงกลมไร้รอยต่อหรือที่เรียกว่า แหวนปลอมแปลง หรือ การตีขึ้นรูปแหวน - กระบวนการตีขึ้นรูปใช้แรงอัดอันมหาศาลเพื่อสร้างรูปร่างของโลหะในขณะที่ร้อน ต่างจากชิ้นส่วนที่เกิดจากการเชื่อมหรือการหล่อ กระบวนการนี้จะจัดเรียงโครงสร้างเกรนภายในของโลหะใหม่ ขจัดข้อบกพร่อง เช่น ช่องว่างหรือความพรุน และจัดแนวการไหลของเกรนให้ตรงกับรูปร่างของวงแหวน ผลที่ได้คือองค์ประกอบที่เหนือกว่า ความแข็งแรง ความเหนียว และความต้านทานต่อความเมื่อยล้า .

กระบวนการตีขึ้นรูป: ซิมโฟนีแห่งความร้อนและความดัน

การสร้างแหวนฟอร์จนั้นเกี่ยวข้องกับขั้นตอนที่แม่นยำหลายขั้นตอน โดยเปลี่ยนกระสุนโลหะดิบให้เป็นชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพสูง

วัสดุเริ่มต้น: Billet

กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยชิ้นส่วนโลหะที่เป็นของแข็ง ซึ่งมักเรียกว่า a บิลเล็ต หรือ ทาก - วัสดุนี้ได้รับการคัดสรรมาอย่างดีตามการใช้งานขั้นสุดท้าย รวมถึงเหล็กชนิดต่างๆ อะลูมิเนียม โลหะผสมนิกเกิล และไทเทเนียม

ความร้อนและความปั่นป่วน

เหล็กแท่งถูกให้ความร้อนถึงมัน อุณหภูมิการเปลี่ยนรูปพลาสติก ซึ่งทำให้โลหะอ่อนตัวแต่ยังคงแข็งอยู่ อุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญ—เย็นเกินไป และโลหะจะแตกร้าว ร้อนเกินไปก็จะสูญเสียคุณสมบัติที่ต้องการ โดยทั่วไปแล้วแท่งเหล็กที่ได้รับความร้อนจะ "หงุดหงิด" โดยการบีบอัดระหว่างแม่พิมพ์สองตัวเพื่อลดความสูงและเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลาง เพื่อเตรียมสำหรับขั้นตอนต่อไป

การเจาะและการสร้างโดนัท

จากนั้นหมัดจะเจาะตรงกลางของบล็อกอารมณ์เสีย ทำให้เกิด รูปร่างโดนัท - รูภายในนี้เป็นสิ่งที่ทำให้การตีแหวนแตกต่างจากการตีดิสก์

การกลิ้งแหวน: ขั้นตอนการกำหนด

วางโดนัทที่เจาะไว้บน แมนเดรล (ลูกกลิ้งภายใน) และหมุน ลูกกลิ้งภายนอกเรียกว่า ม้วนตามแนวแกน จากนั้นบีบอัดโลหะในแนวรัศมีในขณะที่ลูกกลิ้งอื่นๆ ควบคุมความสูง ค่อยๆ เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนและลดความหนาของผนังลง การกลิ้งอย่างต่อเนื่องนี้เป็นสิ่งที่สร้างรูปทรงวงกลมที่ไร้รอยต่อ และสร้างรูปแบบการไหลของเกรนที่มีศูนย์กลางที่สำคัญ

เหตุใดแหวนฟอร์จจึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าทางเลือกอื่น

คุณสมบัติอันเป็นเอกลักษณ์ของ การตีประเภทแหวน ทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการใช้งานที่สำคัญ

คุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่า

ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของการปลอมคือการสร้างความต่อเนื่องและสอดคล้องกัน การไหลของเมล็ดพืช - ลองนึกภาพโครงสร้างภายในของโลหะเป็นลายไม้ ในแหวนฟอร์จ เม็ดนี้มีลักษณะเป็นทรงกลม ทำให้แหวนมีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษและทนทานต่อแรงเค้นในทุกทิศทาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออยู่ภายใต้แรงหมุน

ความซื่อสัตย์ที่ไร้รอยต่อ

เนื่องจากแหวนนั้นมีรูปร่างจากโลหะชิ้นเดียวโดยไม่ต้องเชื่อมจึงมี ไม่มีตะเข็บหรือข้อต่อที่อ่อนแอ - วงแหวนเชื่อมมีแนวโน้มที่จะเกิดความล้มเหลวที่จุดเชื่อมภายใต้ความเค้นสูงหรือโหลดที่ผันผวน ความเสี่ยงจะถูกกำจัดโดยสิ้นเชิงด้วยกระบวนการตีขึ้นรูปที่ไร้รอยต่อ

ประหยัดสำหรับส่วนประกอบปริมาณมากและขนาดใหญ่

แม้ว่าการตั้งค่าเบื้องต้นสำหรับการตีขึ้นรูปอาจซับซ้อนกว่าการหล่อ แต่กระบวนการนี้ให้การใช้วัสดุที่ดีเยี่ยม สำหรับวงแหวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้ในเครื่องจักรอุตสาหกรรม ความสามารถในการสร้างรูปทรงที่ใกล้เคียงตาข่ายจะช่วยลดปริมาณวัสดุที่ต้องตัดเฉือนออกไป ซึ่งช่วยประหยัดเวลาและต้นทุน

การใช้งาน: ในกรณีที่ Ring Forgings Live

การตีขึ้นรูปแหวนคือฮีโร่ที่ไม่ได้ถูกกล่าวถึงซึ่งพบได้ในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูงในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย

การบินและอวกาศและกลาโหม

ในเครื่องบิน แหวนปลอมแปลงเป็นส่วนประกอบสำคัญของ เคสเครื่องยนต์ไอพ่น จานกังหันหมุน และส่วนประกอบมอเตอร์จรวด - ความต้องการความต้านทานความร้อนสูง อัตราความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูง และความทนทานต่อความล้มเหลวเป็นศูนย์ ทำให้การตีขึ้นรูปเป็นทางเลือกเดียวที่เป็นไปได้สำหรับชิ้นส่วนเหล่านี้ โดยมักใช้วัสดุแปลกใหม่ เช่น โลหะผสมนิกเกิลและไทเทเนียม

เครื่องจักรอุตสาหกรรมและพลังงาน

การตีขึ้นรูปแหวนขนาดใหญ่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ ช่องว่างเกียร์ ในเครื่องจักรกลหนัก แบริ่งแกว่ง สำหรับกังหันลม และ หน้าแปลน ในระบบท่อแรงดันสูง ในภาคพลังงาน ส่วนประกอบเหล่านี้จะสร้างส่วนประกอบทางโครงสร้างหลักของภาชนะรับความดันและชิ้นส่วนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งความสมบูรณ์ของวัสดุเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

การขนส่ง

จากอุตสาหกรรมการรถไฟที่ใช้อยู่ หัวรถจักรและดุมล้อรถราง สำหรับการใช้งานในยานยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูง การตีขึ้นรูปแหวนทำให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยภายใต้ภาระหนักคงที่และความเครียดแบบไดนามิก