Simulació de forja en calent
publicat perAdmin
La forja en calent és un procés de conformació que s'utilitza per produir una varietat de peces metàl·liques,incloent components d'automoció i aeroespacial.Existeix des del segle XX.Tanmateix, hi ha una sèrie de factors que s'han de tenir en compte a l'hora de dissenyar un procés de forja en calent.Aquests inclouen la forjabilitat del material, la distribució de la temperatura i l'efecte dels corrents d'aire.A més, s'ha de calcular correctament la microestructura de la peça forjada.La forja en calent implica temperatures elevadesque comporta un canvi estructural important de la superfície de la peça.A més d'això, el procés de forja també pot donar lloc a la formació de superfícies oxidades.El procés de forja s'utilitza sovint per produir peces amb geometries 3D complexes.Per tant, la precisió del model és crucial per a la simulació amb èxit.Normalment, s'utilitzen tres tipus de mètodes de modelització per simular el procés: tècniques FE (Fuzzy EM), traçat cap enrere i element finit.La forja en calent és un procés de fabricació important per a components crítics per a la seguretat.Això es deu al fet que permet forjar peces metàl·liques amb càrregues de funcionament elevades.Com que la temperatura és relativament alta, pot permetre la formació d'un metall mal·leable i resistent a la deformació.Hi ha dos tipus principals de forja: la forja amb matriu oberta i la forja de taller mecànic.Els marges típics de forja poden variar des de dècimes de mil·límetres fins a diversos mil·límetres.Per això, un desajust entre matrius pot causar problemes importants.Depenent del tipus de material que es forja, es poden necessitar diferents tipus de matrius.A més, la forja en calent pot requerir passos de processament addicionals, com ara tractament tèrmic o acabat.Malgrat la seva importància, la forja en calent no és tan precisa com la forja en fred.Això es deu al fet que l'expansió tèrmica del material durant el procés de forja pot afectar la precisió del producte acabat.A més, l'ús d'una distribució de temperatura no uniforme també pot produir canvis significatius en la microestructura de la peça forjada.Per tant, és molt important assegurar-se que el metall forjat té la força i la tenacitat requerides.Per simular el procés de forja,s'han d'utilitzar tres mètodes bàsics de modelització.En primer lloc, es pot utilitzar el mètode dels elements finits per simular el procés de conformació.En segon lloc, es pot utilitzar el mètode FE per determinar la distribució de la temperatura a la peça forjada.Finalment, es pot utilitzar la tècnica de modelatge de traçat cap enrere per dissenyar un procés de forja en calent.Per calcular la distribució correcta de la temperatura,el procés de forja s'ha de dur a terme de manera controlada.Això es deu al fet que és crucial tenir en compte els esborranys i el suavitzat de les vores afilades.A més, també es recomana l'ús de materials de matriu especials que puguin suportar les altes temperatures.Una altra qüestió a considerar és l'elecció de la màquina de conformació.L'elecció de la màquina adequada té una gran influència en la distribució de la temperatura de la peça forjada.Finalment, és fonamental tenir en compte els temps d'emmagatzematge i transport.Per determinar la temperatura de forja adequada, s'utilitza la màxima força de conformació disponible.Durant el procés, la matriu de forja està sotmesa a altes càrregues mecàniques i químiques.Amb aquestes càrregues, la matriu ha de suportar una àmplia gamma de variacions tèrmiques i químiques.A més, hi ha tensions residuals importants.
