Trong quá trình rèn, đảo lộn đề cập đến sự biến dạng của phôi để tăng đường kính bằng cách nén chiều cao của nó. Một tham số quan trọng trong sự khó chịu làtỷ lệ chiều cao trên đường kính (tỷ lệ H/D), đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng của sản phẩm cuối cùng và tính khả thi của quy trình. Tỷ lệ chiều cao trên đường kính được sử dụng để đảm bảo biến dạng vẫn được kiểm soát và thống nhất, ngăn ngừa các vấn đề như mất ổn định, nứt hoặc hư hỏng vật liệu.
Tỷ lệ chiều cao trên đường kính là gì?
Tỷ lệ chiều cao trên đường kính (tỷ lệ H/D) là tỷ lệ giữa chiều cao (hoặc chiều dài) của phôi và đường kính của nó trước khi rèn. Tỷ lệ này giúp xác định mức độ biến dạng của vật liệu trong quá trình xáo trộn. Thông thường, tỷ lệ này càng nhỏ thì quá trình đảo trộn càng khả thi vì vật liệu ngắn hơn, dày hơn có thể chịu được lực nén lớn hơn mà không bị vênh hoặc phát triển các khuyết tật.
Ví dụ: tỷ lệ H/D thấp hơn, chẳng hạn như 1,5:1 hoặc thấp hơn, cho thấy phôi thô, có thể xử lý tải trọng nén cao mà không có rủi ro mất ổn định đáng kể. Mặt khác, tỷ lệ cao hơn, chẳng hạn như 3:1 trở lên, sẽ cần được xem xét cẩn thận hơn, vì phôi trở nên dễ bị khuyết tật biến dạng hơn.
Làm thế nào để xác định tỷ lệ H/D tối ưu?
Tỷ lệ H/D lý tưởng phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm tính chất vật liệu, nhiệt độ của vật liệu trong quá trình rèn và mức độ biến dạng cần thiết. Dưới đây là các bước chính để xác định tỷ lệ H/D tối ưu cho việc gây khó chịu:
- Thuộc tính vật liệu: Các vật liệu khác nhau thể hiện cường độ nén và độ dẻo khác nhau. Các vật liệu mềm hơn, chẳng hạn như nhôm, có thể chịu được nhiều biến dạng hơn mà không bị nứt, trong khi các vật liệu cứng hơn như thép có hàm lượng carbon cao có thể yêu cầu tỷ lệ H/D thấp hơn để tránh ứng suất quá mức. Phải xem xét ứng suất dòng chảy của vật liệu, tức là ứng suất cần thiết để tiếp tục làm biến dạng vật liệu về mặt dẻo.
- Điều kiện nhiệt độ: Rèn nóng thường được thực hiện ở nhiệt độ giúp cải thiện độ dẻo của vật liệu và giảm lực cần thiết. Nhiệt độ cao hơn cho phép biến dạng lớn hơn, cho phép tỷ lệ chiều cao trên đường kính lớn hơn. Đối với rèn nguội, tỷ lệ H/D phải được giữ nhỏ hơn do nguy cơ làm cứng và nứt vật liệu tăng lên.
- Mức độ biến dạng: Mức độ biến dạng cần thiết là một khía cạnh quan trọng khác. Nếu cần giảm đáng kể chiều cao, bắt đầu với tỷ lệ H/D thấp hơn sẽ có lợi để đảm bảo phôi có thể chịu lực nén cần thiết mà không bị khuyết tật.
- Tránh khiếm khuyết: Khi xác định tỷ lệ H/D, cần tránh các khuyết tật như mất ổn định, xảy ra khi vật liệu bị gấp hoặc nhăn trong quá trình nén. Để tránh hiện tượng vênh, một nguyên tắc chung điển hình là sử dụng tỷ lệ H/D ban đầu nhỏ hơn 2:1 cho quá trình rèn khó chịu nói chung. Ngoài ra, việc bôi trơn và thiết kế khuôn phù hợp là rất quan trọng để giảm thiểu ma sát và đảm bảo biến dạng đồng đều.
Ví dụ thực tế
Xét trường hợp lật đổ một phôi thép hình trụ. Nếu chiều cao ban đầu của phôi là 200 mm và đường kính là 100 mm thì tỷ lệ H/D sẽ là 2:1. Nếu vật liệu tương đối mềm và sử dụng phương pháp rèn nóng thì tỷ lệ này có thể chấp nhận được. Tuy nhiên, nếu sử dụng rèn nguội, việc giảm chiều cao để giảm tỷ lệ H/D có thể cần thiết để tránh mất ổn định hoặc nứt trong quá trình gia công.
Phần kết luận
Tỷ lệ chiều cao trên đường kính khi đảo lộn là một khía cạnh cơ bản của quá trình rèn quyết định sự thành công của quy trình. Bằng cách đánh giá cẩn thận các đặc tính, nhiệt độ và yêu cầu về biến dạng của vật liệu, có thể thiết lập tỷ lệ tối ưu, đảm bảo sản xuất các bộ phận rèn chất lượng cao, không có khuyết tật.
Thời gian đăng: 18-09-2024
