Guía de tecnología de extrusión en frío y aplicaciones de sujetadores

Forja en frío y sus características.

La forja en frío, también conocida como extrusión en frío, es un subconjunto de la extrusión en frío. La extrusión en frío abarca una gama más amplia de técnicas. Las máquinas comúnmente utilizadas en la extrusión en frío incluyen prensas hidráulicas, punzonadoras y máquinas automáticas de forja en frío. La característica clave de la forja en frío reside en su velocidad.

Debido a la gran variedad de elementos de fijación, la forja en frío se utiliza ampliamente en su producción. Sin embargo, sus aplicaciones se han ampliado para incluir componentes automotrices, piezas de transmisión, piezas militares, aeroespaciales, marinas y otras piezas de precisión. Sin embargo, más del 90% de su uso todavía se limita a la producción de elementos de fijación.

El libro se refiere a 'Tecnología y aplicaciones de forjado en frío', mientras 'Tecnología de forjado en frío de sujetadores' es un término común utilizado en la práctica. Los sujetadores se centran principalmente en trapos, con cálculos detallados de hilos descritos en P51-P57 de Tecnología y Aplicaciones de Extrusión en Frío.

Teorías básicas de la tecnología de forjado en frío.

1. ¿Qué es la forja en frío?

· Forja en frío: El proceso de utilizar moldes a temperatura ambiente para deformar plásticamente el metal para lograr la geometría, las dimensiones y la calidad deseadas.

· Forja Caliente: Deformar metales calentándolos a 600-800°C con la ayuda de moldes.

· Forja en caliente: Deformar metales calentándolos a 1000-1200°C con la ayuda de moldes.

2. La esencia de la forja en frío

La forja en frío representa la esencia de la deformación plástica de los metales.

3. Reglas de flujo de deformación plástica de metal en forjado en frío

· Ley de Resistencia Mínima

· Ley de constancia del volumen

4. Los tres pasos de la forja en frío

Selección de materiales (preparación en blanco)

Las materias primas para la forja en frío deberán cumplir lo siguiente:

· Los granos y las composiciones químicas deben cumplir los requisitos estándar para el acero forjado en frío.

· Dureza ≤ 150° HB (≤ 80° HRB) antes del forjado en frío.

· Para aceros de medio carbono y aleados, deben someterse a un recocido de esferoidización antes del estirado en frío, con dureza posterior al estirado en frío. ≤ 180° HB (≤ 90° HRB).

Estándares de dureza de materiales para forjado en frío:

· Remaches huecos de acero bajo en carbono y acero inoxidable: dureza 102° HB (60° HRB).

· Productos tipo manga: 102–133° HB (60–80° HRB), preferiblemente 102–113° HB (60–70° HRB).

· Productos reductores de varilla: 133–168° HB (80–88° HRB), preferiblemente 133–158° HB (80–85° HRB).

Diseñe el proceso de forja apropiado
Es fundamental elegir métodos de deformación adecuados para la forja en frío.

Mejore la rugosidad de la superficie del molde y las condiciones de lubricación
Las mejoras en la superficie reducen la fricción durante la deformación.

Técnicas básicas y métodos de diseño comunes en forja en frío

1. Técnicas básicas

· Se hace referencia a los estándares y métodos de diseño de forjado en frío con matriz abierta en Tecnología y aplicaciones de extrusión en frío. P12.

· Se hace referencia a los estándares y métodos de diseño de forjado en frío con matriz cerrada en Tecnología y aplicaciones de extrusión en frío. P13.

La forja en frío consiste principalmente en perturbar y extensión operaciones. Los métodos de deformación se clasifican de la siguiente manera:

· Material pequeño, gran deformación.

· Material grande, pequeña deformación.

· Materiales intermedios con deformación en ambos extremos.

Al formar sujetadores u otros productos de corte mínimo, a menudo se utiliza alambre (alambre metálico rotacional) como pieza en bruto. Seleccionar el diámetro de alambre apropiado se vuelve crítico.

Fórmula de deformación:

ε=(Nivel de deformación del material)=dD×100%ε=(Nivel de deformación del material)=Dd×100%

Dónde:

· DD: Diámetro de alambre más grande (alterando o reduciendo la selección del diámetro).

· dd: Diámetro de alambre más pequeño (selección para alterar o reducir el diámetro).

El margen de deformación depende de las propiedades del material. Por ejemplo:

ε≤30%ε≤30%: La forja en frío con matriz abierta es adecuada.

>30%ε>30%: La forja en frío con matriz cerrada es apropiada.

El acero inoxidable permite hasta ε≤50%ε≤50%.

Los metales negros más comunes se controlan a ε≤60%ε≤60%.

Los aceros de bajo a medio carbono pueden alcanzar ε=85%ε=85%.

Para agujeros ciegos y componentes huecos reextruidos, elegir un diámetro de alambre cercano al diámetro de formación minimiza el endurecimiento por trabajo en frío.

Consideraciones de reextrusión:

Al volver a extruir, la matriz permanece estacionaria mientras el punzón se mueve. En procesos de reextrusión:

· Los agujeros ciegos pueden alcanzar 3 a 5 veces el diámetro del agujero, dependiendo del diseño.

· Los aceros bajos en carbono pueden alcanzar incluso 9 veces el diámetro.

Para tuercas hexagonales:

· Gran deformación general D = 0,9–0,92 × S.

· Pequeñas deformaciones: D = 0,7–0,72 × S.

2. Procesos Básicos de Forja

La forja en frío implica separación y forming procesos:

Proceso de separación:

· Corte, recorte y punzonado.

Proceso de formación:

· Recalcado inicial, recalcado de precisión, extrusión, reextrusión, combinación forja-extrusión y embutición.

3. Tipos de deformación del metal según las direcciones del movimiento

1. Extrusión hacia adelante: El movimiento del metal se alinea con la dirección del movimiento del punzón y se utiliza para crear extrusiones sólidas o huecas.

2. Extrusión inversa: El metal fluye en contra del movimiento del punzón, que se utiliza para extrusiones huecas.

3. Extrusión compuesta: Combina extrusión directa e inversa para formas complejas.

4. Combinado Forja-Extrusión: Simultáneamente trastorna el metal radialmente durante la extrusión; se utiliza para bridas o piezas con secciones transversales grandes localizadas.

4. Límites de deformación

La deformación varía según las propiedades del material. La deformación máxima permitida durante una sola forja se conoce como deformación permitida. Se hace referencia a los valores comunes en Tecnología y aplicaciones de extrusión en frío. P35 Tabla 2.3–2.

5. Cálculo de las fuerzas de conformado en frío

Las fuerzas involucradas en la forja en frío se calculan de la siguiente manera:

Cálculo de la fuerza cortante: Pq=Fτ (kgf)Pq=Fτ (kgf)

Fuerza de forjado en frío (molesto): Pc=γZϕσs′(1+f/3×dh)F(kgf)Ordenador personal=γZϕσs′(1+f/3×hd)F(kgf)

Fuerza de extrusión hacia adelante: Ps=pF(kgf)PD=pF(kgf)

Fuerza de extrusión inversa: Pj=pF1(kgf)pijama=pF1(kgf)

Fuerza de extrusión compuesta: Las presiones de extrusión compuestas son generalmente más bajas que las presiones de extrusión simple hacia adelante o hacia atrás.

Fuerza de eyección: A menudo es insignificante a menos que esté asociado con el corte, en cuyo caso: Pd=PqK(kgf)PD=Pqk(kgf)

Se hace referencia a los cálculos detallados para estas fuerzas en Tecnología y aplicaciones de extrusión en frío. P40–P44