Când un client are nevoie de o componentă circulară mare și puternică, prelucrarea unui inel dintr-un bloc solid de oțel nu este întotdeauna cea mai practică soluție. Forjarea inelului oferă o altă cale de fabricație în care oțelul încălzit este deformat progresiv pentru a produce o componentă în formă de inel-cu dimensiuni controlate și o structură forjată.

Dar pentru cumpărători, cunoașterea definiției forjarii inelului este doar punctul de plecare.

Întrebările mai utile sunt:

Cum se fabrică de fapt un inel forjat? De ce este important procesul de forjare? Cum se controlează diametrele interior și exterior? Ce determină dimensiunea finală a inelului? Și ce informații ar trebui să furnizeze un cumpărător atunci când comandă un inel forjat personalizat?

Aceste întrebări devin deosebit de importante pentru inelele mari utilizate în echipamentele sub presiune, echipamente-de generare a energiei, echipamente pentru petrol și gaze, mașini marine, rulmenți, sisteme de angrenaje și alte aplicații industriale grele.

Ce este forjarea inelelor?

O forjare inelară este o componentă din oțel forjată cu o geometrie continuă în formă de inel{0}.

Spre deosebire de un inel prelucrat dintr-un bloc solid de oțel, un inel forjat este format prin deformarea plastică a oțelului încălzit printr-un proces de forjare controlat.

În funcție de dimensiunea necesară și de ruta de fabricație, procesul poate include:

Încălzire → supărare → străpungere → expansiune inelului → tratament termic → prelucrare → inspecție

Secvența exactă depinde de calitatea oțelului, dimensiunile inelului, proprietățile mecanice necesare, cantitatea de producție și specificațiile aplicabile.

Pentru inelele mari, obiectivul nu este pur și simplu acela de a face o formă circulară.

Traseul de forjare trebuie să producă necesarul:

• Diametrul exterior
• Diametrul interior
• Înălțime sau lățime
• Grosimea peretelui
• Proprietăți mecanice
• Stare materiala
• Alocație de prelucrare
• Stare de inspecție

Acesta este motivul pentru care forjarea inelului personalizat trebuie proiectată în jurul componentei finite, mai degrabă decât produsă dintr-o dimensiune standard.

De ce inelele sunt forjate în loc să fie prelucrate din oțel solid?

Aceasta este una dintre primele întrebări pe care ar trebui să le pună un cumpărător.

Un inel poate fi prelucrat din punct de vedere tehnic dintr-un bloc solid de oțel, dar acest lucru poate implica îndepărtarea unei cantități mari de material.

Pentru un inel cu diametru mare-, prelucrarea din material solid poate avea ca rezultat:

• Consum mare de material
• Timp de prelucrare semnificativ
• Cantități mari de deșeuri metalice
• Consum mai mare de scule-de tăiere
• Timp de producție mai lung

Forjarea poate stabili geometria inelului de bază înainte de prelucrare.

În loc să înceapă cu un bloc solid și să îndepărteze cea mai mare parte a materialului central și exterior, procesul de forjare creează o deschidere și extinde materialul către dimensiunile inelului necesare.

Pentru inelele mari forjate din oțel, acest lucru poate face ca traseul general de fabricație să fie mai practic.

Cu toate acestea, avantajul economic depinde de dimensiunile inelului, materialul, cantitatea, cerințele de prelucrare și calea de producție.

Cum se fabrică forjarea inelului?

Deși procesul exact variază între furnizori și componente, o rută tipică de fabricare a inelelor forjate include mai multe etape importante.

1. Examinați desenul inelului terminat

Procesul începe cu componenta finită.

Furnizorul trebuie să înțeleagă finalul:

• Diametrul exterior
• Diametrul interior
• Înălţime
• Grosimea peretelui
• Cerințe de rotunjire
• Toleranțe dimensionale
• Cerințe de suprafață
• Calitatea oțelului
• Tratament termic
• Proprietăți mecanice
• Cerințe NDT
• Cerințe de prelucrare

Furnizorul trebuie să știe, de asemenea, dacă inelul va fi utilizat ca componentă structurală, componentă care conține-presiunea, componentă rotativă, componentă de rulment sau altă aplicație industrială.

Condițiile de service pot afecta cerințele materiale și de inspecție.

De exemplu, un inel mare forjat pentru echipamente sub presiune poate avea cerințe de inspecție substanțial diferite față de un inel utilizat în mașinile generale.

2. Selectați Starting Steel

Următorul pas este selectarea unui material de oțel adecvat.

În funcție de dimensiunea necesară a inelului și de calitatea oțelului, materialul de pornire poate fi o țagle, un lingou sau o altă formă de oțel adecvată.

Materialul de pornire trebuie să ofere suficient volum pentru:

• Deformare la forjare
• Dimensiunile finale ale inelului
• Alocație de prelucrare
• Pierderi de proces

Trasabilitatea materialului este de asemenea importantă pentru forjarile industriale.

Numărul de căldură, calitatea oțelului, certificatul de material și compoziția chimică ar trebui să rămână identificabile pe toată durata producției atunci când acest lucru este cerut de specificațiile clientului.

3. Tăiați materialul de pornire

Dacă oțelul ajunge în secțiuni mai mari, acesta este tăiat la o dimensiune de pornire adecvată.

Greutatea de pornire necesară depinde de dimensiunile finale ale inelului și de calea de fabricație.

Acesta este un aspect important al costurilor.

Dacă materialul de pornire este inutil de greu, cumpărătorul poate plăti pentru material care în cele din urmă devine deșeu de prelucrare.

Dacă este prea ușor, este posibil să nu existe suficient material pentru a obține dimensiunile finite și alocația de prelucrare necesare.

Pentru piesele forjate cu inele mari, greutatea de pornire ar trebui deci determinată din proiectul de forjare real, mai degrabă decât doar estimată din greutatea piesei finite.

4. Încălzește oțelul

Materialul de pornire este încălzit la temperatura de forjare adecvată pentru calitatea de oțel selectată.

Încălzirea trebuie controlată cu atenție.

Materialul trebuie să devină suficient de plastic pentru forjare fără a fi supraîncălzit.

Acest lucru devine deosebit de important în cazul secțiunilor transversale mari-, deoarece suprafața și centrul nu se încălzesc în aceeași viteză.

Prin urmare, procedura de încălzire trebuie să țină seama de:

• Calitatea oțelului
• Dimensiuni de pornire
• Grosimea secțiunii
• Rata de incalzire
• Cerințe de înmuiere
• Interval de temperatură de forjare

Scopul este de a stabili o condiție de temperatură adecvată pe toată secțiunea relevantă înainte de a începe deformarea.

5. Supărați Materialul

Răsturnarea comprimă oțelul încălzit și îi modifică dimensiunile-secțiunii transversale.

Pentru un inel, răsturnarea poate fi utilizată pentru a mări secțiunea și a stabili o preformă adecvată înainte de perforare.

Cantitatea de răsturnare depinde de geometria inelului și de designul de forjare necesare.

Această etapă este importantă deoarece furnizorul trebuie să stabilească o deformare suficientă înainte de a crea deschiderea centrală.

6. Perforați Centrul

Preforma încălzită este apoi străpunsă pentru a crea deschiderea centrală.

Aceasta schimbă piesa de prelucrat dintr-o secțiune solidă într-o preformă-ca un inel.

Mărimea și poziția deschiderii trebuie controlate, deoarece acestea influențează operațiunea de extindere-inelului ulterioară.

Obiectivul nu este neapărat de a produce diametrul interior final în această etapă.

În schimb, preforma perforată este pregătită pentru deformare ulterioară.

7. Extinde inelul

Aceasta este una dintre operațiunile definitorii în forjarea inelelor.

Inelul perforat este extins radial pentru a-și crește diametrul controlând în același timp grosimea și înălțimea peretelui.

În funcție de echipament și proces, inelul poate fi rotit în timp ce se aplică presiune.

Pe măsură ce inelul se extinde:

• Diametrul exterior crește
• Diametrul interior crește
• Grosimea peretelui se modifică
• Înălțimea se poate schimba
• Materialul curge circumferenţial

Furnizorul trebuie să controleze aceste modificări pentru a atinge dimensiunile forjate necesare.

Pentru inelele mari fără sudură, această deformare radială controlată este deosebit de importantă.

De ce este importantă extinderea inelului?

Un inel nu este doar un cilindru cu o gaură în el.

Materialul trebuie să se deplaseze prin inel pe măsură ce diametrul crește.

Dacă deformarea este slab controlată, forjarea finită poate avea probleme cu:

• Variația-grosimii peretelui
• Ovalitatea
• Înălțime neuniformă
• Instabilitate dimensională
• Alocație de prelucrare excesivă

Prin urmare, traseul de forjare trebuie proiectat în funcție de geometria finală a inelului.

8. Controlați dimensiunile inelului forjat

După ce inelul își atinge dimensiunile aproximative, furnizorul trebuie să-și controleze geometria.

Măsurătorile importante pot include:

• Diametrul exterior
• Diametrul interior
• Înălţime
• Grosimea peretelui
• Rotunjime
• Concentricitatea

Dimensiunile inelului fierbinte se pot modifica în timpul răcirii, astfel încât furnizorul trebuie să ia în considerare contracția termică atunci când stabilește dimensiunile de forjare.

Acesta este unul dintre motivele pentru care inelul forjat nu este în mod normal produs direct la dimensiunea exactă prelucrată finală.

În mod normal, o cantitate de prelucrare controlată este lăsată pentru prelucrarea ulterioară.

9. Răcire controlată

După forjare, inelul trebuie să se răcească conform cerințelor de material și proces.

Inelele mari pot avea diferențe substanțiale în viteza de răcire între suprafață și interior.

Răcirea necontrolată poate influența:

• Stresul rezidual
• Microstructură
• Duritate
• Tratament termic ulterior
• Stabilitate dimensională

Prin urmare, procedura de răcire trebuie luată în considerare împreună cu calitatea oțelului și dimensiunea inelului.

10. Tratament termic

După forjare, inelul poate suferi un tratament termic conform specificațiilor materialului și proprietăților mecanice necesare.

Tratamentele posibile includ:

• Normalizarea
• Recoacerea
• stingere
• temperare
• Reducerea stresului

Procesul selectat depinde de calitatea oțelului și de proprietățile necesare.

De exemplu, un inel utilizat sub încărcare mecanică mare poate necesita o combinație controlată de rezistență și duritate.

Prin urmare, un cumpărător ar trebui să specifice proprietățile mecanice necesare în loc să ceară pur și simplu un „inel tratat termic-”.

11. Prelucrare brută

Odată ce forjarea a atins starea metalurgică necesară, prelucrarea poate începe.

Inelul este prelucrat pentru a stabili finala:

• Diametrul interior
• Diametrul exterior
• Înălţime
• Suprafețele feței
• Caneluri
• Teşituri
• Alte caracteristici necesare

Cantitatea de prelucrare depinde de cât de aproape a fost produs forjarea de dimensiunile finite.

Pentru un inel mare forjat personalizat, prelucrarea poate reprezenta o parte semnificativă din costul total de producție.

Acesta este motivul pentru care alocația de falsificare ar trebui luată în considerare cu atenție.

12. Inspecție și testare

Inelul forjat este inspectat conform cerințelor tehnice ale clientului.

Metodele posibile de inspecție includ:

Inspecție dimensională

Confirmă diametrul interior, diametrul exterior, înălțimea, grosimea peretelui, rotunjimea și alte dimensiuni specificate.

Analiza chimică

Confirmă că compoziția de oțel îndeplinește gradul de material specificat.

Testare mecanică

În funcție de specificație, testarea poate include:

• Rezistență la tracțiune
• Rezistenta la curgere
• Elongaţie
• Duritatea la impact
• Duritate

Testare cu ultrasunete

Testarea cu ultrasunete (UT) poate fi utilizată pentru a evalua discontinuitățile interne din inelul forjat.

Pentru inele mari și critice, cerințele UT trebuie convenite înainte de producție.

Testarea particulelor magnetice

MT poate fi utilizat atunci când este necesară detectarea discontinuității la suprafață sau aproape de{0}}suprafață pentru materialele din oțel adecvate.

Planul real de inspecție depinde de aplicație și de standardul aplicabil.

De ce este folosită forjarea cu inele fără sudură pentru unele aplicații?

Un inel forjat fără sudură este produs fără a suda inelul din piese separate.

Materialul este forjat continuu și extins în geometria inelului.

Acest lucru poate fi avantajos atunci când componenta va suferi o încărcare mecanică semnificativă sau când specificațiile clientului necesită o construcție forjată fără sudură.

Aplicațiile tipice pot include:

• Vase sub presiune
• Echipamente de-generare de energie
• Echipamente pentru petrol și gaze
• Echipamente petrochimice
• Rulmenți
• Unelte
• Flanse
• Echipamente maritime
• Mașini grele

Cu toate acestea, „fără sudură” în sine nu garantează că un inel este potrivit pentru o anumită aplicație.

Cumpărătorul mai trebuie să verifice calitatea materialului, procesul de forjare, tratamentul termic, proprietățile mecanice, NDT, cerințele dimensionale și standardele aplicabile.

Ce determină dimensiunea unui inel forjat?

Dimensiunile inelului finit sunt determinate de desenul clientului, dar dimensiunile de forjare sunt influențate de procesul de fabricație.

Parametrii importanți includ:

Diametrul exterior + diametrul interior + înălțimea + grosimea peretelui + alocația de prelucrare

De exemplu, un client poate specifica:

OD finit: 1.200 mm

ID finit: 900 mm

Inaltimea finisata: 180 mm

Furnizorul nu produce pur și simplu forjarea la cald la exact aceste dimensiuni.

În mod normal, trebuie furnizat material suplimentar pentru prelucrare și corecție dimensională.

Prin urmare, furnizorul calculează o dimensiune forjată adecvată pe baza dimensiunilor finale și a traseului de fabricație.

Cum afectează dimensiunea inelului costul de producție?

Inelele forjate mari pot deveni scumpe din mai multe motive.

Creșterea diametrului inelului sau a grosimii peretelui poate crește:

• Greutatea materialului de pornire
• Timp de încălzire
• Forța de forjare
• Cerințe de manipulare
• Cerințe de-tratare termică
• Timp de prelucrare
• Cerințe de inspecție
• Dificultate de transport

Greutatea finală este, prin urmare, doar o parte din cost.

Un cumpărător care compară cotațiile ar trebui să solicite domeniul de producție, mai degrabă decât să compare doar prețul pe kilogram.

Care este diferența dintre un inel forjat și un inel prelucrat?

Diferența de bază este modul în care materialul este adus la forma inelului.

Un inel prelucrat poate începe dintr-un bloc solid de oțel sau un material cilindric mare. Materialul este apoi îndepărtat pentru a crea deschiderea interioară și dimensiunile exterioare.

Un inel forjat începe cu oțel încălzit care este deformat plastic într-o preformă de inel înainte de prelucrare.

Pentru componentele mari, forjarea poate reduce cantitatea de material care trebuie îndepărtat în comparație cu prelucrarea întregului inel din material solid.

Alegerea mai bună depinde de:

• Dimensiunile inelului
• Calitatea oțelului
• Cantitatea de productie
• Proprietăți necesare
• Cerințe de prelucrare
• Costul materialului
• Cerințe de inspecție

La ce probleme ar trebui să urmărească cumpărătorii în cazul pieselor forjate cu inele?

Cumpărătorii ar trebui să acorde o atenție deosebită problemelor care pot afecta geometria inelului și calitatea internă.

Variația grosimii peretelui

Deformarea neuniformă poate duce la o grosime inconsecventă a peretelui și la prelucrare excesivă în unele zone.

Ovalitatea

Este posibil ca inelul să nu rămână perfect rotund după forjare sau tratament termic.

Creștere dimensională sau contracție

Inelele mari pot modifica dimensiunile în timpul răcirii și tratamentului termic.

Discontinuități interne

Secțiunile mari de oțel pot necesita NDT adecvate pentru a verifica calitatea internă.

Alocație de prelucrare excesivă

O forjare supradimensionată poate crește timpul de prelucrare și costul materialului.

Alocație de prelucrare insuficientă

Prea puțină alocație poate îngreuna atingerea dimensiunilor finale necesare.

Acestea sunt aspecte practice care ar trebui discutate cu furnizorul înainte de producție, mai degrabă decât descoperite în timpul prelucrării finale.

Ce informații ar trebui să furnizeze cumpărătorii atunci când comandă un inel falsificat?

Pentru o cotație corectă, furnizați:

• Desenul terminat
• Calitatea oțelului
• Diametru exterior finisat
• Diametru interior finisat
• Inaltimea terminata
• Toleranțe necesare
• Cantitatea necesară
• Condiția de tratament termic-
• Cerințe mecanice-de proprietate
• Cerințe NDT
• Domeniul de prelucrare
• Standarde aplicabile
• Documentele de inspecție necesare

Dacă inelul va fi utilizat în echipamente sub presiune sau în alte aplicații critice, trebuie identificate și condițiile de funcționare și cerințele de certificare aplicabile.

Cum produce forjare Xinjie forjare cu inele personalizate?

Xinjie Forging furnizează inele forjate personalizate în funcție de desenele clienților, clasele de oțel, dimensiunile, cerințele de proprietate mecanică-și specificațiile de inspecție.

Pentru un proiect de forjare a inelului, traseul de fabricație este dezvoltat în jurul dimensiunilor inelului finit, mai degrabă decât să trateze componenta ca o simplă piesă circulară de oțel.

Materialul de pornire, dimensiunile de forjare, secvența de deformare, extinderea inelului, tratamentul termic, alocația de prelucrare și cerințele de inspecție trebuie să funcționeze împreună.

Acest lucru este deosebit de important pentru forjarile cu inele mari de oțel, unde greutatea materialului, stabilitatea dimensională, alocația de prelucrare și calitatea internă pot avea un efect semnificativ asupra costului și performanței componentelor finale.

Xinjie poate furniza componente forjate personalizate pentru aplicații, inclusiv petrol și gaze, echipamente petrochimice și sub presiune, generare de energie, construcții maritime și navale și mașini industriale grele.

Finala Takeaway

Forjarea inelului este un proces de fabricație controlat utilizat pentru a produce componente puternice din oțel în formă de inel-prin deformarea oțelului încălzit într-o preformă inelă și apoi extinzându-l la dimensiunile necesare.

Calea de bază de producție este:

Selectarea materialului → tăiere → încălzire → supărare → străpungere → expansiune inelului → răcire → tratament termic → prelucrare → inspecție

Dar partea importantă pentru cumpărători este să nu memoreze acești pași.

Cheia este înțelegerea modului în care cerințele inelului finit determină traseul de forjare.

Diametrul exterior, diametrul interior, înălțimea, grosimea peretelui, calitatea oțelului, cantitatea de producție, alocația de prelucrare, proprietățile mecanice și cerințele de inspecție afectează toate modul în care ar trebui să fie fabricat inelul.

Pentru componentele mari și încărcate puternic, un proces de forjare a inelelor personalizat bine conceput- poate oferi o formă de pornire practică, reducând în același timp îndepărtarea inutilă a materialului în timpul prelucrării.

De aceea, cumpărătorii ar trebui să evalueze traseul complet de producție-nu doar dimensiunile finale ale inelului-când selectează un producător de forjare a inelului.