Forgiatura a freddo

Il contenuto di questa pagina è derivato da Iqsdirectory.com

introduzione

Questa è la guida più completa allo stampaggio a freddo disponibile online.

Questo articolo tratta i seguenti argomenti:

• Cos'è la forgiatura a freddo e come funziona
• Cold forging benefits & disadvantages
• Forgiatura a caldo vs. forgiatura a freddo
• I metalli e le attrezzature/macchine utilizzate
• Applicazioni di stampaggio a freddo
• E altro ancora...

Capitolo uno: cos'è la forgiatura a freddo e come funziona?

Cold forging is a metal shaping & manufacturing process in which bar stock is inserted into a die and squeezed into a second closed die. The process, completed is at room temperature or below the metal‘s recrystallization temperature to form a metal into a desired shape or configuration.

Lo stampaggio a freddo è un processo di deformazione del metallo efficiente ed economico per la produzione di grandi volumi di parti a basso costo. Esistono tre metodi di forgiatura che differiscono in base alla temperatura, che può essere fredda, calda o calda e comportano l'uso di martelli, matrici o presse per modellare, spremere, deformare e rotolare i metalli. La forgiatura a freddo non deve essere confusa con la lavorazione meccanica o la fusione poiché il risultato finale è un prodotto più forte e di qualità superiore.

A differenza della forgiatura a caldo oa caldo, la forgiatura a freddo modella e deforma il grezzo a temperatura ambiente utilizzando una forza di compressione localizzata. A seconda dei requisiti della progettazione delle parti, il pezzo può passare attraverso più stampi o essere colpito più volte in successione per ottenere la forma corretta.

Capitolo due – Come funziona la forgiatura a freddo

Il basso costo dello stampaggio a freddo è dovuto alla riduzione dei costi di manodopera e all'eliminazione delle lavorazioni secondarie. Le parti vengono prodotte in modo rapido ed efficiente a velocità fino a 1000 all'ora, il che riduce il costo unitario. La produzione consiste semplicemente nell'inserire un pezzo di metallo e lasciare che le macchine eseguano il lavoro in modo rapido ed economico.

I prodotti finiti dello stampaggio a freddo hanno finiture superficiali perfette e stabilità dimensionale migliorata come si può vedere nell'immagine sottostante. I diversi processi migliorano la resistenza e la durata del pezzo producendo prodotti o parti di lunga durata.

Il processo di forgiatura a freddo

Passaggio 1: lubrificante

– Prima della forgiatura, il pezzo viene trattato con un lubrificante per evitare che si attacchi allo stampo e per mantenerlo freddo durante il processo di formatura poiché la deformazione può produrre temperature da 250° a 450°.

Passaggio 2: inserimento del pezzo di metallo

– Il pezzo di metallo viene posizionato su uno stampo che ha la forma della parte finale. Lo stampo può avere due sezioni con una attaccata al martello e l'altra sotto il pezzo. Il martello è la parte superiore e il meccanismo di percussione che produce la forza per deformare il pezzo di metallo.

Passaggio 3: l'ictus

– Il colpo del pezzo, o corsa, può essere prodotto da tre meccanismi: idraulico, pneumatico o meccanico. Ognuna delle tecniche guida un albero, con il martello su di esso, con grande forza sul pezzo in lavorazione per creare la forma desiderata. Ciò avviene in una scala di millisecondi. In alcuni casi, potrebbe essere necessario far cadere il martello più volte in successione per produrre il contorno e la forma esatti.

Passaggio 4: Flash

– Il flash è il metallo in eccesso che si trova attorno allo stampo o al set di stampi. Si estende dal corpo del pezzo fucinato come una lastra sottile dove si incontrano gli stampi e viene rimossa durante la rifilatura. Flash limita il flusso del metallo garantendo un'impressione perfetta. La presenza di bava è fondamentale per costringere il metallo a riempire completamente lo stampo.

Passaggio 5: rimozione della parte

– Il metodo di rimozione della parte dipende dal tipo di processo. La maggior parte dei produttori moderni utilizza l'automazione per rimuovere la parte da un nastro trasportatore o da una mano robotica. Questa è un'altra misura di risparmio sui costi che elimina la necessità di movimentazione dei materiali.

Passaggio 6: dopo la modellatura

– Come con altre parti del processo, questo può assumere molte forme. Per le parti che richiedono uno stampo e un colpo, la parte viene tagliata e inviata alla spedizione. Nel caso di parti che hanno più sfaccettature, vengono spostate su altri processi di stampo per aggiungere caratteristiche. Il movimento dello stampo da stazione a stazione è normalmente automatizzato. Con parti più grandi, vengono utilizzati altri metodi meccanizzati che possono comportare un hi-lo, un carrello elevatore o una gru.

OTTIENI LA ​​TUA AZIENDA ELENCATA DI SEGUITO

Capitolo tre – I vantaggi della forgiatura a freddo

Ci sono sei principali vantaggi del cold verging discussi in dettaglio in questo capitolo. Loro includono:

• Conveniente
• Produzione più veloce
• Ecologico
• Prestazioni del prodotto superiori
• Elevata produzione
• Ampia scelta di metalli

Le informazioni seguenti delineano alcuni dei vantaggi della forgiatura a freddo e perché è così ampiamente utilizzato. Il terzo capitolo è un confronto tra la forgiatura a freddo e la forgiatura a caldo e i vantaggi di ciascuna.

Conveniente:

La forgiatura a freddo è a basso costo a causa di 3 fattori: prelavorazione, temperatura e finitura. In altri metodi di sagomatura del metallo, il pezzo in lavorazione deve subire una qualche forma di prelavorazione come essere riscaldato. Forni, fornaci o elettricità vengono normalmente utilizzati per aumentare la temperatura di un metallo al di sopra del suo punto di ricristallizzazione. Sono costosi da mantenere, producono sostanze inquinanti e richiedono tempo.

Nello stampaggio a freddo, una volta lavorato, il pezzo è completo e richiede una finitura minima, il che consente di risparmiare sul costo della manodopera.

Lo stampaggio a freddo ha un risparmio di materiale fino al 70% dei costi di produzione poiché ci sono pochissimi scarti e scarti.

Produzione più veloce:

La forgiatura a freddo è un processo semplice in cui il pezzo in lavorazione viene posizionato direttamente nella macchina di forgiatura per produrre istantaneamente un pezzo finito. I produttori moderni utilizzano l'automazione per caricare il pezzo e rimuoverlo dalla pressa. Come puoi vedere in questo diagramma, il metallo viene inserito nella macchina, lavorato e spostato. La quantità di tempo tra l'entrata e la fine è inferiore a un secondo.

Ecologico:

Il motivo principale per cui la forgiatura a freddo è rispettosa dell'ambiente è l'eliminazione della necessità di calore poiché i fumi e il fumo dei forni producono emissioni di carbonio significative. Ciò riduce anche i costi poiché i produttori non devono installare apparecchiature di filtraggio e pulizia dell'aria.

Prestazioni superiori del prodotto:

Lo stampaggio a freddo produce prodotti con prestazioni superiori perché riorganizza la struttura della grana del pezzo in lavorazione per seguire la configurazione della parte finale.

Elimina possibili reazioni negative:

La lavorazione del metallo può creare una serie di potenziali problemi. La forgiatura a freddo elimina alcuni degli effetti negativi come l'affaticamento della porosità aumentando la resistenza complessiva del metallo ed eliminando il rischio di una perdita di integrità del materiale.

Maggiore qualità e lunga durata:

Le parti forgiate a freddo sono in grado di sopportare sollecitazioni elevate. Quando il pezzo viene forzato oltre il suo limite di snervamento o elastico, è ancora in grado di mantenere la sua forma alterata.

Mantenimento delle tolleranze delle parti:

Le tolleranze critiche e strette delle parti vengono mantenute per tutta la durata della produzione. Sono riprodotti nei minimi dettagli in modo che ogni parte sia un duplicato esatto della prima.

Libertà di progettazione:

A differenza di altri processi, la forgiatura a freddo consente la libertà di progettazione in cui è possibile produrre contorni e forme intricati che richiederebbero molti metodi secondari diversi e costosi in altri processi.

Alto rendimento produttivo:

Sebbene possano esserci variazioni tra i metodi di produzione della forgiatura a freddo, l'elevata velocità di produzione della forgiatura a freddo può produrre da 50 pezzi al minuto fino a oltre 400. L'unica cosa che influenza la velocità del processo è la dimensione della parte.

Ampia scelta di metalli:

È possibile forgiare un'ampia gamma di metalli, che include metalli duri come acciaio al carbonio, acciaio legato e acciaio inossidabile, nonché metalli teneri come alluminio, ottone e rame.

Questa immagine è un campione di bulloni che sono stati prodotti mediante stampaggio a freddo. Ciascuno dei vari bulloni è stato realizzato con un metallo diverso. Sono inclusi quelli in rame, ottone, alluminio e acciaio.

Capitolo quattro – Forgiatura a caldo ea freddo

La differenza tra forgiatura a caldo e forgiatura a freddo è la temperatura: la forgiatura a freddo deforma e sollecita i metalli a temperatura ambiente, mentre la forgiatura a caldo riscalda i metalli vicino o ai loro punti di fusione.

La chiave dell'intervallo di temperatura è la ricristallizzazione: la forgiatura a freddo avviene prima della ricristallizzazione mentre la forgiatura a caldo riscalda un metallo al di sopra del suo punto di ricristallizzazione.

La scelta dello stampaggio a freddo rispetto allo stampaggio a caldo dipende da:

• Attrezzature e lavorazione di un fabbricante: i produttori si specializzano in un processo o nell'altro per massimizzare l'uso delle loro attrezzature.
• Domanda del cliente: durante la fase di progettazione dello sviluppo delle parti, gli ingegneri prendono la decisione in merito al processo migliore per produrre i loro progetti poiché la forgiatura a freddo e a caldo hanno i loro limiti.
• Tipi di parti prodotte: molte volte le restrizioni relative alla scelta del giusto processo sono determinate dal design della parte poiché parti specifiche possono essere forgiate solo a caldo mentre altre sono perfette per la forgiatura a freddo. I design delle parti forgiate a freddo sono semplici senza dettagli intricati, mentre la forgiatura a caldo può produrre pezzi con caratteristiche minime estremamente precise.
• Requisiti di costo inferiore: quando possibile, i produttori scelgono la forgiatura a freddo poiché richiede meno attrezzature e non include il riscaldamento, il che riduce significativamente il costo complessivo di produzione.

Forgiatura a caldo

La forgiatura a caldo viene eseguita a temperature eccezionalmente elevate comprese tra 700° C o 1292° F e 1000° C o 1832° F. Le temperature più elevate aiutano a evitare la deformazione e l'indurimento, oltre a ridurre il flusso di stress e la quantità di energia necessaria per deformare e modellare i metalli. Una volta che i metalli si sono raffreddati, mantengono la loro forma deformata. Nel processo di formatura vengono utilizzate presse idrauliche, pneumatiche e meccaniche.

Caratteristiche dello stampaggio a caldo:

Matrici o stampi:

Una delle principali spese della forgiatura a caldo è il costo necessario per produrre gli stampi e gli stampi realizzati in acciaio rinforzato progettato per resistere alle temperature estreme, in grado di resistere alla fatica e avere duttilità, tenacità e resistenza alla trazione.

Forme di stampaggio a caldo:

Sebbene molti dei metodi di forgiatura a caldo siano simili a quelli di forgiatura a freddo, altri metodi includono la formatura a gas, la tempra degli stampi, la formatura per imbutitura e l'isotermia.

Temperatura del metallo:

Il tipo di processo determina la temperatura del metallo quando viene modellato. In alcuni processi il metallo viene completamente fuso e colato in uno stampo o spinto attraverso uno stampo. In altri, viene ricotto e modellato da uno stampo o stampo sotto compressione e pressione.

Fattori ambientali pericolosi:

Il più grande svantaggio è la quantità di inquinanti prodotti dal processo di riscaldamento. Questo è stato un problema importante sin dal suo inizio durante la prima rivoluzione industriale ed è stato un problema che i produttori hanno continuamente affrontato nel corso degli anni.

Metalli riscaldanti:

Le parti devono essere riscaldate al di sopra del punto di ricristallizzazione, che è ben oltre i 300° F e può raggiungere i 1000 gradi. Grandi fornaci o forni sono necessari per raggiungere le temperature appropriate.

Tempo impiegato:

La natura complicata della forgiatura a caldo richiede tempo per riscaldare il metallo, lavorarlo e raffreddarlo. Sebbene lo stampaggio, la deformazione o la sagomatura effettivi richiedano all'incirca lo stesso tempo della forgiatura a freddo, i processi di riscaldamento e raffreddamento richiedono un'attenta cura e gestione per periodi prolungati.

Risultati dello stampaggio a caldo:

Il riscaldamento e il raffreddamento dei metalli ne aumenta la resistenza, la tenacità e la duttilità ma ne diminuisce la durezza. Durante il processo di raffreddamento, i metalli possono deformarsi e perdere forma.

Ridimensionamento:

La forgiatura a caldo può produrre ossidazione che porta al ridimensionamento, che può scolorire la superficie del metallo rendendone difficile la finitura.

Finitura:

Le parti devono essere rifinite per rimuovere deformità, difetti ed errori dal processo di riscaldamento. Queste operazioni secondarie sono ad alta intensità di manodopera e richiedono diversi tipi di attrezzature specializzate.

Forgiatura a freddo

La temperatura alla quale avviene la forgiatura è ciò che separa la forgiatura a freddo dalla forgiatura a caldo. Affinché una parte venga forgiata a caldo, viene riscaldata a una temperatura superiore al suo punto di ricristallizzazione, che ne modifica la microstruttura. Quando viene riscaldato, il suo stress interno e la sua forza vengono eliminati per renderlo più duttile. La forgiatura a freddo non richiede il riscaldamento, consentendo al metallo di mantenere la sua forza e la sua microstruttura.

Le caratteristiche dei fucinati a freddo sono le seguenti:

Temperatura di modellatura:

I metalli sono modellati a temperatura ambiente al di sotto del loro punto di ricristallizzazione, il che ha il vantaggio di abbassare i costi ed evitare la spesa dei forni.

Velocità:

Le velocità vanno da sette pezzi al minuto per macchine a basso volume a 400 pezzi al minuto per quelle ad alto volume.

Attrezzatura:

La forgiatura a freddo viene eseguita con macchine progettate per modellare il metallo e include spremitura, piegatura, tranciatura e imbutitura. L'attrezzatura è disponibile in una vasta gamma di prezzi a seconda della quantità di tecnologia e delle sue dimensioni.

Costo:

I risparmi sui costi derivano dal materiale e dalla velocità. Il risparmio di materiale deriva dalla piccola quantità di scarto prodotto, che arriva fino al 70%. Poiché le parti vengono prodotte a un ritmo molto rapido, il costo per unità è notevolmente basso.

Fattori ambientali:

Non ci sono emissioni o sostanze inquinanti prodotte come si può vedere in questa macchina di seguito da Stalcop. Tutto è autonomo e chiuso. Il carbonio e altri inquinanti vengono eliminati poiché non è necessario riscaldare il metallo.

Risultati della forgiatura a freddo:

Come si può vedere nel diagramma sottostante, la struttura dei grani dei metalli viene riorganizzata per seguire il flusso della parte finale eliminando l'affaticamento della porosità, aumentando la resistenza al taglio e riducendo qualsiasi rischio di integrità del materiale. Sforzando il metallo, diventa più forte e più resistente. Lo svantaggio è che una volta che un metallo viene forgiato a freddo perde la sua duttilità e diventa più fragile.

Ridimensionamento:

Prima di forgiare un metallo, è importante rimuovere eventuali incrostazioni come ruggine o corrosione che possono svilupparsi durante lo stoccaggio. Se non viene rimossa, la parte presenterà lo stesso deterioramento che si riscontra nella forgiatura a caldo.

Finitura:

È richiesta una finitura estremamente ridotta. Una volta che una parte è stata elaborata, è pronta per l'uso o la spedizione.

Svantaggi della forgiatura a freddo

La forgiatura a freddo non è perfetta. Come ogni metodo di produzione, ci sono limiti e restrizioni alla forgiatura a freddo che dovrai considerare prima di sceglierlo per il tuo prossimo progetto di produzione.

• Possono essere prodotti solo forme e design semplici in volumi elevati. Modelli unici, insoliti o intricati non possono essere forgiati a freddo. I livelli di deformazione e i gradi di sagomatura sono limitati e i metalli forgiati a freddo hanno una minore duttilità.
• L'alterazione della struttura della grana di un metallo gli conferisce maggiore resistenza ma può produrre tensioni residue.
• Alcuni metodi di forgiatura a freddo richiedono trattamenti termici per eliminare possibili cricche o indurimento da scorrimento.
• C'è una limitazione ai tipi di metalli che possono essere forgiati a freddo. Quelli con bassa duttilità e sensibilità all'incrudimento non dovrebbero essere scelti poiché perdono la loro duttilità e si rompono sotto sforzo di trazione. Possono essere utilizzati solo metalli con una durezza di HRC 44 sulla scala Rockwell.
• I processi di produzione richiedono una grande quantità di forza per produrre la forza di compressione e la pressione necessarie. Sebbene l'aggiunta di idraulica e pneumatica abbia ridotto le dimensioni dell'attrezzatura, non ha eliminato la quantità di energia consumata dalle macchine.
• Strumenti, matrici e stampi devono essere progettati appositamente, nonché robusti e resistenti abbastanza da poter sopportare la costante forza ripetitiva.

Capitolo cinque – Processi di forgiatura a freddo

Lo sviluppo di diverse tecnologie e progressi nella lavorazione dei metalli ha prodotto diversi metodi di sagomatura e formatura dei metalli a freddo. Ognuno serve un'applicazione diversa, ma tutti sono progettati per produrre prodotti in modo efficiente e rapido senza necessità di finitura secondaria.

Gli otto processi di stampaggio a freddo più comuni sono:

• Piegare
• Laminazione a freddo
• Dado chiuso
• Disegno
• Estrusione
• Dado aperto
• Forgiatura ad anelli
• Scambiare

Come discuterò alla fine di questo capitolo, ci sono più processi oltre a quelli elencati. Le descrizioni seguenti forniscono una base di dati per una comprensione iniziale dei vari metodi.

Inoltre, un aspetto molto importante del processo di stampaggio a freddo è il tipo di lubrificante utilizzato. I due più comuni sono il fosfato di zinco o qualche forma di rivestimento polimerico. Sebbene la forgiatura a freddo avvenga a temperatura ambiente, il processo di piegatura e sagomatura aumenta la temperatura dei metalli. Il lubrificante può prevenire errori e impedire al pezzo in lavorazione di attaccarsi allo stampo e prolungare la durata degli utensili.

I produttori di lubrificanti offrono una varietà di prodotti adatti a ogni tipo di processo di stampaggio a freddo. Nella foto sono illustrati i lubrificanti a base di grafite, ma sono disponibili tipi privi di grafite, oltre a rivestimenti in alluminato di calcio, fluoruro di alluminio e fosfato.

Metodi comuni di forgiatura a freddo:

Piegare –

La piegatura viene eseguita utilizzando una pressa e uno stampo in cui il pezzo viene forzato contro lo strumento di sagomatura. Viene anche chiamato laminazione piramidale e talvolta viene utilizzato per preparare un pezzo per un altro processo di forgiatura a freddo. Il pezzo viene teso lungo un singolo asse per formare un angolo.

Laminazione a freddo –

La laminazione è un processo di formatura in cui il metallo viene fatto passare attraverso una coppia di rulli rotanti per la deformazione plastica causata dalla forza di compressione. Le sollecitazioni di compressione producono attrito tra i rulli e la superficie del pezzo metallico. È comunemente usato per la lavorazione dell'acciaio.

Dado chiuso –

Nella forgiatura a stampo chiuso, il pezzo viene modellato mediante successivi colpi meccanici dopo che è stato posizionato tra due metà dello stampo. Poiché il martello colpisce il pezzo più volte, alcuni produttori si riferiscono alla forgiatura a stampo chiuso come forgiatura a stampo. Quando il metallo viene colpito, scorre nelle cavità dello stampo trasformandolo nella forma dello stampo.

Disegno -

Il disegno sta tirando il pezzo attraverso uno stampo mediante l'uso della forza di trazione applicata all'uscita dello stampo. Man mano che il pezzo viene tirato attraverso, si verifica una riduzione dell'area della sezione trasversale con un aumento della sua lunghezza. I metalli formati hanno una tolleranza dimensionale più stretta di quella prodotta dalla laminazione.

Estrusione –

La billetta o lumaca viene forzata attraverso uno stampo, sotto una forza di compressione, che ha il profilo della parte finale. Una volta attraversato, viene tagliato alla lunghezza richiesta, preparato per la spedizione o inviato per un'ulteriore lavorazione. La forza applicata nell'estrusione a freddo può raggiungere i 20.000 kN o 2007 tonnellate. L'estrusione può essere eseguita in avanti, indietro o in entrambe le direzioni.

Estrusione in avanti: il metallo viene spinto in avanti attraverso lo stampo.

Estrusione all'indietro: il metallo entra nello stampo all'indietro per formare fori o coppe che rendono il fondo più spesso dei suoi lati.

Estrusione laterale: la forza viene applicata lateralmente, lateralmente, alla direzione dell'estrusione per aggiungere una seconda caratteristica al profilo.

Dado aperto:

La forgiatura a stampo aperto prevede due stampi piatti senza profilo pretagliato. Il pezzo viene progressivamente modellato utilizzando diversi processi che consentono di produrre un'ampia gamma di forme e dimensioni. Viene utilizzato principalmente con progetti che incorporano componenti metallici di grandi dimensioni che richiedono la massima integrità strutturale. La deformazione si ottiene riposizionando il pezzo.

La spremitura, nota anche come dimensionamento, è una forma di lavorazione a stampo aperto in cui la forza viene applicata su una breve distanza producendo una finitura dimensionale accurata.

Forgiatura ad anelli –

Con la forgiatura ad anello, un pezzo circolare perforato al centro per produrre una forma a ciambella. Quando il pezzo forato viene ruotato, viene martellato e schiacciato. Il processo produce anelli senza saldatura con diametri e resistenza perfetti.

Scambiare –

La martellatura, o forgiatura radiale, è la deformazione di un pezzo in modo che due parti si incastrino. È automatizzato e altamente affidabile. I due tipi di martellatura sono tubo e radiale. La pressatura del tubo è come l'estrusione in cui il pezzo viene forzato attraverso uno stampo. Con la martellatura radiale, un martello forza il pezzo attraverso due o più matrici.

Quando inizi la ricerca di un produttore di forgiatura a freddo, troverai più metodi rispetto ai sette descritti qui. Avere una conoscenza di base di alcuni dei possibili metodi ti aiuterà a parlare in modo autorevole e intelligente ai produttori, oltre a essere in grado di interpretare il loro gergo.

Come con qualsiasi metodo di produzione moderno, scoprirai che la forgiatura a freddo è in continua crescita man mano che si sviluppano nuove tecniche e metodi. Un fattore importante e in crescita è l'aggiunta dell'automazione e della robotica, che sta rapidamente cambiando il volto del settore. Uno specialista della forgiatura può indicarti la giusta direzione per trovare il processo che meglio si adatta alle tue esigenze.

Capitolo sei – Attrezzature e macchine per lo stampaggio a freddo

Le attrezzature e le macchine per lo stampaggio a freddo sono disponibili in tre varietà: idraulica, pneumatica e meccanica. Mentre alcuni fornitori sono specializzati in un solo tipo, scoprirai che la maggior parte ha diverse scelte a seconda del prezzo e del tipo di operazione. La tecnologia e l'automazione sono comuni, come puoi vedere nell'immagine qui sotto, che è una servo pressa per stampaggio a freddo di Marvel Machinery. I rendering di progettazione delle parti vengono creati utilizzando software di ingegneria come CAD.

Ci sono dei requisiti che le macchine devono soddisfare per poter essere utilizzate per lo stampaggio a freddo.

• Forza – I processi di forgiatura a freddo dipendono da un'enorme quantità di forza. L'apparecchiatura ad esso collegata deve essere in grado di assorbire tale forza e di dissiparla.
• Equilibrio: le macchine devono essere bilanciate in massa in modo statico e dinamico per ridurre le vibrazioni e migliorare le prestazioni.
• Resistenza nel tempo – Indipendentemente dal metodo di forgiatura a freddo, ognuno richiede una potente forza ripetuta. Perché una macchina duri, deve essere in grado di sopportare quella forza.
• Operazioni multiple: le moderne macchine per stampaggio a freddo o formatura, chiamate testate, completano da una a più operazioni durante un processo. Questo è necessario poiché c'è una quantità limitata di deformazione che può essere eseguita con un colpo.

Tipi di attrezzature per lo stampaggio a freddo:

Martello idraulico per fucinatura –

Il martello idraulico per forgiatura è progettato per fornire la massima forza con il minimo investimento. Può produrre un vasto assortimento di impronte da una varietà di matrici. Funziona utilizzando i concetti ingegneristici dell'idraulica in cui un liquido incomprimibile è contenuto in un cilindro. Quando il liquido viene compresso da un pistone, un albero, con lo stampo attaccato, viene fatto scendere sul pezzo in lavorazione.

Pressa a vite –

La pressa a vite viene utilizzata per grandi deformazioni a causa della sua bassa velocità di pressatura. Può essere utilizzato per stampi senza sbavatura e forgiati a barra lunga. La configurazione della pressa a vite ne consente l'utilizzo per stampi a cava singola che includono la piegatura e la forgiatura finale. Un motore elettrico fornisce la potenza per girare la vite che spinge la matrice sul pezzo.

Pressa ad alta velocità con telaio a C –

Il design del telaio a C è adatto per operazioni di formatura, punzonatura, piegatura e pressatura multipla. Sono disponibili in design a manovella singola o doppia con una forza di punzonatura da 110 a 400 tonnellate e una corsa della slitta da 110 a 280 mm. Possono accettare stampi di altezza compresa tra 435 e 600 mm e possono essere utilizzati per produrre piccoli pezzi.

Pressa pneumatica –

La pressa pneumatica può coprire l'intera gamma di funzioni di stampaggio. Sono dotati di frizione e freno ad azionamento pneumatico. La potenza per la pressa è prodotta da un compressore d'aria che forza il martello di forgiatura sul pezzo in lavorazione mediante la pressione dell'aria in un cilindro con un pistone.

Pressa a freddo meccanica –

Tra le varietà di macchine per lo stampaggio a freddo, la versione meccanica sta diventando la meno utilizzata poiché devono essere molto grandi per fornire la forza necessaria. Hanno un volano che immagazzina energia da un motore. Quando il volano è attivato, fa scendere il martello o il pistone sullo stampo. Può fornire potenza per diverse rotazioni, ma deve rimanere al minimo per riprendere potenza dal suo motore prima che possa continuare i suoi cicli.

Tra le molte varietà di attrezzature per lo stampaggio a freddo, le tipologie più comuni sono quelle idrauliche e pneumatiche, poiché occupano meno spazio, possono fornire quantità variabili di forza e sono programmabili. Quando esamini le tue scelte per la produzione, è meglio conoscere i tipi di attrezzature di cui dispone un produttore poiché è più probabile che le attrezzature aggiornate producano parti di qualità migliore.

Capitolo sette – I tipi di metalli forgiati

La forgiatura a freddo offre una vasta gamma di scelte quando si sceglie un metallo per un progetto. Le diverse varietà includono metalli duri come acciaio al carbonio, acciaio legato e acciaio inossidabile. Alluminio, ottone, rame, silicio e magnesio sono metalli teneri che possono essere utilizzati. L'unico requisito per qualsiasi metallo è che abbia una durezza di 44 HRC o inferiore sulla scala Rockwell.

Rame -

Il rame è un ottimo metallo per la forgiatura a freddo poiché è molto duttile e malleabile. Può essere modellato, piegato o tirato con poca forza e produce parti resistenti alla corrosione e alla ruggine.

Alluminio –

L'alluminio è un metallo non ferroso estremamente leggero con una bassa densità. Ha una temperatura di fusione di 1220° F ed è malleabile e resistente alla ruggine e alla corrosione.

Acciaio al carbonio -

L'acciaio al carbonio è una lega di ferro e carbonio. I vari gradi dipendono dalla quantità di carbonio che si mescola al ferro. Ha forza e duttilità eccezionali.

Acciaio inossidabile -

L'acciaio inossidabile è diventato uno dei metalli più utilizzati per la sua resistenza alla corrosione, aspetto e resistenza. Sebbene il termine acciaio inossidabile sia generalmente utilizzato per descrivere qualsiasi acciaio che abbia le sue caratteristiche, l'acciaio inossidabile è disponibile in una varietà di gradi a seconda del contenuto di lega.

Acciai utilizzati per lo stampaggio a freddo

Acciai a basso tenore di carbonio con un contenuto di carbonio dallo 0,1% allo 0,25%. La forgiatura a freddo migliora l'incrudimento nell'acciaio eliminando la necessità di austenitizzazione, tempra o ricottura.

Metalli adatti per lo stampaggio a freddo

Considerazioni nella scelta di un metallo:

La cosa più logica e importante che puoi fare quando decidi un metallo per un progetto è fare ricerca. Ogni tipo di metallo reagisce alla plastificazione e alla deformazione in modi diversi. Il metallo che scegli deve adattarsi al suo uso finale e alla resistenza di cui hai bisogno. Se ti consulti con un esperto di forgiatura, puoi ottenere preziose informazioni che possono guidarti a fare la scelta giusta.

Capitolo otto – Applicazioni di forgiatura a freddo

Lo stampaggio a freddo produce forme di qualsiasi dimensione con un alto grado di accuratezza dimensionale e precisione strutturale. L'efficienza economica e la velocità dello stampaggio a freddo ne hanno fatto l'alternativa di produzione più popolare.

Lo stampaggio a freddo soddisfa le esigenze delle industrie moderne perché:

• Massimizza l'uso delle materie prime: un investimento chiave per qualsiasi operazione sono le materie prime. Il processo di stampaggio a freddo ha scarti molto limitati. Flash e trim possono essere reinseriti nel processo di produzione.
• Riduce i costi: poiché le parti vengono prodotte rapidamente, il costo per unità è molto basso, rendendo i prodotti finali più redditizi e meno costosi da produrre.
• Produce parti di alta qualità: la forgiatura a freddo aumenta la resistenza e la durata di parti e prodotti garantendone una maggiore durata. La struttura e le caratteristiche di un pezzo sagomato non cambiano fornendo un'eccellente precisione dimensionale.

Applicazioni in cui vengono utilizzate parti forgiate a freddo:

automobili –

L'elevata resistenza, affidabilità, qualità e prezzi accessibili dello stampaggio a freddo lo hanno reso molto attraente per la produzione automobilistica. Le parti forgiate a freddo sono installate in punti ad alta sollecitazione grazie alla loro eccellente resistenza agli urti. Componenti come trasmissioni, alberi di trasmissione e montanti o ammortizzatori sono forgiati a freddo. Il diagramma seguente mostra alcune delle parti del sottocarro di un'auto prodotte mediante stampaggio a freddo.

Utensili manuali e hardware –

Connettori come chiodi, bulloni, rivetti e dadi sono prodotti da anni mediante forgiatura a freddo. Le basse tolleranze e l'eccellente precisione dimensionale sono il motivo per cui i produttori di utensili manuali preferiscono la forgiatura a freddo rispetto ad altri metodi come la lavorazione meccanica.

Militare –

I militari hanno disposizioni molto rigide in materia di hardware militare e scelgono la forgiatura a freddo per la produzione di bossoli, proiettili e altro hardware militare. Le parti hanno un'elevata affidabilità e prestazioni durante i periodi di crisi. Le basse tolleranze e la resistenza delle parti le rendono perfette per le armi militari.

Produzione di ingranaggi –

La forgiatura a freddo viene utilizzata per la produzione di ingranaggi perché elimina la necessità di tagliare nella sagomatura degli ingranaggi. Gli ingranaggi possono essere prodotti da billette inferiori a 50 mm o sagomati utilizzando filo avvolto. Potrebbe essere necessaria una ricottura per rimuovere lo stress residuo e l'incrudimento. Un vantaggio importante degli ingranaggi forgiati a freddo è la fluidità e la silenziosità con cui si innestano.

Conclusione

• Lo stampaggio a freddo produce metalli con tolleranze basse e alta precisione dimensionale a costi molto bassi e volumi elevati.
• Lo stampaggio a freddo crea rapidamente e rapidamente pezzi finiti immediatamente disponibili e completi.
• I produttori ti offriranno un'ampia selezione di processi per produrre esattamente e con precisione la parte di cui hai bisogno utilizzando le attrezzature più aggiornate e tecnicamente avanzate.
• Avrai una vasta gamma di metalli da selezionare per il completamento del tuo progetto, dall'acciaio temprato e acciaio inossidabile al rame e all'alluminio.
• Troverai pochissime limitazioni al numero di prodotti che puoi realizzare, dai componenti resistenti allo stress per la tua auto a rivetti, ingranaggi e strumenti di lavoro.
• Confrontando la forgiatura a freddo ea caldo, scoprirai che la forgiatura a freddo richiede meno tempo e produce parti e prodotti più resistenti e duraturi.