پیش‌نویس:آهنگری قالب باز

آهنگری قالب باز یکی از مهم‌ترین روش‌های فلزکاریست. در این روش قطعات فلزی بسته به دماهای مناسب خود از ۵۰۰ درجه فارنهایت تا ۲۴۰۰ درجه فارنهایت فلزکاری می‌شوند و به تدریج از طریق چکش کاری یا ماهرانه فشرده شدن به قطعهٔ کار مطلوب تبدیل می‌شوند. در آهنگری قالب باز، یک چکش به قطعهٔ کار که روی سندان، ثابت قرار گرفته ضربه می‌زند و تغییر شکل حاصل می‌شود. آهنگری قالب باز نام خود را از این واقعیت گرفته‌است که قالب‌ها (سطوحی که با قطعهٔ کار در تماس هستند) قطعهٔ کار را محصور نمی‌کنند و به آن اجازه می‌دهند، به جز جایی که قالب‌ها در تماس هستند هم جریان داشته باشد؛ بنابراین آهنگر باید قطعهٔ کار را جهت دهد تا به شکل مورد نظرش برسد. ابعاد با کوبیدن و مهر کردن فلز از طریق یک سری حرکات، تا رسیدن به ابعاد نهایی تغییر می‌کنند. قالب‌ها معمولاً به شکل مسطح می‌باشند، اما برخی از آنها دارای یک سطح متفاوت برای عملیات‌های تخصصی هستند. برای مثال، قالب ممکن است دارای سطحی گرد، مقعر، محدب یا ابزاری برای ایجاد سوراخ یا برش باشد. آهنگری‌های قالب باز را می‌توان به شکل‌هایی درآورد که شامل دیسک‌ها، توپی‌ها، بلوک‌ها، شفت‌ها (شامل شفت‌های پله‌ای یا با فلنج)، آستین‌ها، استوانه‌ها، تخت‌ها، هگزاها، گردها، صفحه‌ها و برخی از اشکال سفارشی می‌شود. آهنگری با قالب باز برای عملیات‌های کوتاه، کارهای سفارشی و هنری مناسب است. در برخی موارد، آهنگری قالب باز ممکن است جهت آماده‌سازی شمش‌های ناهموار برای عملیات بعدی استفاده شود. در آهنگری قالب باز گاهی دانه را به هدف افزایش استحکام در مسیر مورد نیاز هدایت می‌کنند.

«دندانه‌دار کردن» تغییر شکل پی در پی یک میله در طول آن با استفاده از آهنگری سقوطی قالب باز است. معمولاً برای کار کردن یک قطعه از مواد خام به ضخامت مناسب استفاده می‌شود. هنگامی که ضخامت مناسب به دست آمد، عرض مناسب از طریق «لبه زنی» به دست می‌آید. «لبه زنی» فرایند غلیظ کردن مواد با استفاده از یک قالب باز مقعر است. این فرایند را «لبه زنی» می‌نامند زیرا معمولاً در انتهای قطعه کار انجام می‌شود. «شیاردار کردن» فرایند مشابهی است که با استفاده از یک قالب محدب، بخش‌های کناری را نازک می‌کند. این فرایندها قطعهٔ کار را برای مراحل فلزکاری بیشتر آماده می‌کند.

مزایای آهنگری قالب باز

• کاهش احتمال ایجاد حفره و بهبود کیفیت داخلی و طول عمر
• مقاومت بهتر در برابر خستگی و ضربه
• ریزساختار بهبود یافته
• جریان پیوسته و اندازه ریزتر دانه
• قدرت و اطمینان بیشتر خواص مکانیکی و شکل‌پذیری
• پاسخ بهتر به عملیات حرارتی
• صرفه جویی در هزینه‌ها و مواد مصرفی و درنتیجه ضایعات کمتر

معایب آهنگری قالب باز

• قادر به تشکیل قطعات با تلرانس نزدیک و دقت بالاتر نیست و از آن نمی‌توان برای تشکیل قطعات پیچیده با تحمل نزدیک استفاده کرد
• برای دستیابی به ابعاد مورد نظر اغلب نیاز به ماشین کاری است و فرایند همیشه نتایج ثابت یا ویژگی‌های دلخواه ایجاد نمی‌کند

روند کار و تفاوت‌ها با آهنگری قالب بسته

تکنیک آهنگری قالب باز و آهنگری قالب بسته متفاوت است. به‌طور کلی، برای آهنگری قالب بسته، قالب‌ها ابتدا با دقت ماشین کاری می‌شوند بالا. سپس میله‌های فلزی بین قالب‌های بالایی و پایینی قرار می‌گیرند و به هر شکلی که لازم است آهنگری می‌شوند. پس از اتمام روش قالب بسته، به علت دقت بالای فرایند در مراحل بعدی کار نیازی به ماشین کاری دیده نمی‌شود. اما این روش به مراتب هزینهٔ بالایی دارد. برخلاف آهنگری قالب بسته برای آهنگری قالب باز، نیروهای فشاری عظیمی توسط ضربهٔ مداوم یک چکش آهنگری برای تغییر شکل قسمت‌های متفاوت فلز مورد نظر اعمال می‌شود. همان‌طور که واضح است، قالب‌های آهنگری در روش قالب باز بسیار ساده هستند و ماشین کاری نمی‌شوند.

کاربرد

آهنگری قالب بسته و ریخته‌گری قالب باز رایج‌ترین روش‌های آهنگری مورد استفاده برای قطعات فولادی هستند. آهنگری به دلیل ساختار دانهٔ داخلی بهبود یافتهٔ آن محبوب است و می‌تواند محصولات قوی تر و سخت تری تولید کند. در آهنگری قالب باز، معمولاً پس از اتمام مراحل چکش کاری به دلیل نامشخص بودن ابعاد قطعهٔ کار به انجام ماشین کاری سخت و بسیار دقیق نیاز داریم؛ بنابراین فلزکاری قالب باز، برای قطعات بسیار بزرگ در حد وزن چندین تن مناسب تر است. به‌طور کلی محصولات در روش آهنگری شامل شفت‌های بلند آهنگری، غلتک‌های آهنگری و استوانه‌های آهنگری می‌باشند که بیشتر برای مصارف صنایع ریلی و هواپیماسازی استفاده می‌شود. همان‌طور که انتظار می‌رود، آهنگری قالب بسته برای قطعات مهم کوچک که باید با ملاحظه و بسیار دقیق تولید شوند، ترجیح داده می‌شود. این روش به شدت برای تولید محصولات کوچک مانند اتصالات آهنگری، سخت‌افزارهای فرفورژه بالابر و در مجموع فرفورژه‌ها، قطعات آهنگری خودرو و … استفاده می‌شود. میدان نفتی، خودروسازی، جنگلداری و کشاورزی، و معدن برخی از صنایعی هستند که بر تکنیک آهنگری قالب باز متکی هستند.

تاریخچه

آهنگری فولاد سابقه ای ۶۰۰۰ ساله دارد. هنر آهنگری حداقل به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد و حتی قبل تر از آن بازمی‌گردد. آهنگری فلزات به وسیله حرارت برای اولین بار در سرزمین بین‌النهرین، بین دجله و فرات آغاز شد. قبل از اینکه بشر از آتش به شکل هدفمند استفاده کند، تهدیدی شمرده می‌شد که نشان دهنده تخریب غیرقابل کنترل بود. اما مردم آن زمان دریافتند که فلزاتی مانند طلا، نقره، مس و سرب را می‌توان به وسیلهٔ حرارت شکل داد.

اما در حوزه آهنگری قالب باز تولید فرفروژه چیزی بود که آهنگران قرن نوزده میلادی در آن مهارت به خصوصی داشتند. با این حال، مشکلی وجود داشت و آن هم اینکه فرفورژه فقط در دمای بسیار بالا می‌تواند تشکیل شود. درنتیجهٔ آن آهنگرها در جوشکاری چکشی مهارت پیدا کردند. فرایند آهنگری و جوشکاری چکشی که توسط آهنگرها انجام می‌شد توانایی تولید شفت‌های عظیمی به وزن بیش از ۱۰ تن را به آن‌ها می‌داد. پس از سالیان اختراع بزرگ موتور بخار در قرن ۱۹ اتفاق افتاد که اتفاق بسیار بزرگی برای صنعت فلزکاری و تمامی روش‌های آن بود. پس از سالیان اختراع بزرگ موتور بخار در قرن ۱۹ اتفاق افتاد که اتفاق بسیار بزرگی برای صنعت فلزکاری و تمامی روش‌های آن بود. امروزه فرایند آهنگری مدرن توسط چکش‌های هیدرولیکی و هوایی با کنترل کامپیوتر انجام می‌شود و به روش‌های آهنگری قالب باز و آهنگری قالب بسته طبقه‌بندی می‌شود. در صنعت آهنگری مدرن، بیشتر قطعات به دلیل استحکام بالا و عملکرد خوب، از فولاد تولید می‌شوند. در حال حاضر انواع آهنگری فولاد به روش قالب باز برای استفاده در صنایع هوافضا، خودروسازی، معدن، کشاورزی و انرژی تولید می‌شوند.

منابع

رده:مقاله‌های ایجاد شده توسط ایجادگر