Open Die Forgings Guide: Proseso, Pagpapahintulot, Gastos, at Lead Time Planning

Ang isang 12 toneladang cone crusher main shaft ay nagsisimula sa buhay bilang isang 18 toneladang ingot, at ang unang desisyon na kinakaharap ng isang mamimili ay hindi machining tolerance, ito ay kung paano ang metal ay huhubog. Ang mga open die forging ay malulutas ang problemang iyon para sa karamihan ng malaki, mababang volume, mataas na integridad na bahagi, dahil ang mainit na workpiece ay ginagawa sa pagitan ng flat o simpleng contoured dies na hindi kailanman ganap na nakakabit dito. Ang metal ay malayang dumaloy patagilid, at ang hugis ay itinatayo sa isang serye ng mga pass sa halip na pinindot sa isang stroke. Ang nag-iisang katangian na iyon ang nagpapasya sa hanay ng laki na maaari mong bilhin, ang tooling na babayaran mo, ang mga tolerance na makatotohanan, at kung gaano karaming metal ang natitira para sa machine shop. Ipinapaliwanag ng gabay na ito ang proseso, inihahambing ito nang patas sa saradong trabaho, at ipinapakita ang mga numerong mahalaga kapag naglabas ka ng purchase order.

Ang mga open die forging ay ipinaliwanag sa mga praktikal na termino

Ang open die forging, tinatawag ding free forging, ay gumagamit ng martilyo o press na may flat, V na hugis o simpleng contoured dies. Ang isang operator o manipulator ay umiikot at muling inilalagay ang workpiece sa pagitan ng mga suntok, kaya ang panghuling geometry ay binuo sa mga yugto. Ang mga pangunahing operasyon ay nakakainis, na nagpapababa ng taas at nagpapataas ng diameter, cogging o drawing, na nagpapababa sa cross section at nagpapahaba ng haba, kasama ang pagbubutas, pagsuntok at pagpapalawak ng singsing sa isang ring mill. Ang mga karaniwang produkto ay mga shaft, disc, singsing, bloke, manggas at stepped shaft na maaaring umabot ng ilang metro ang haba. Dahil ang mga dies ay simple at karaniwang ibinabahagi sa maraming bilang ng bahagi, nananatiling mababa ang pamumuhunan sa tooling, at iyon ang pangunahing dahilan na ang open die forging ay nananatiling default na ruta para sa isa at maliliit na batch na mabibigat na bahagi. Ang trade off ay dimensional na kontrol: dahil ang mga forged tolerance ay mas malawak kaysa sa closed die work, kaya ang mga drawing ay karaniwang may machining allowance at pinuputol ng shop ang bahagi sa huling sukat pagkatapos.

Open die forging versus closed die forging

Magsimula sa tuntunin ng desisyon. Kung ang bahagi ay malaki, inorder sa maliit na dami, at nakalaan pa rin para sa machine shop, ang open die forging ay halos palaging ang mas murang ruta. Kung ang bahagi ay compact, kailangan sa sampu-sampung libo, at ginamit malapit sa huling hugis, closed die forging panalo. Ang talahanayan sa ibaba ay nagbubuod sa mga pagkakaiba na nagtutulak sa pagpiling iyon.

Paghahambing ng open die at closed die forging sa mga salik na nagpapasya sa isang purchase order.
Salik sa pagbili	Open die forging	Isinara ang die forging
Karaniwang bigat ng bahagi	Mga 50 kg hanggang 20 tonelada pataas	Ilang gramo hanggang sa humigit-kumulang 50 kg
Tooling	Flat o simpleng dies, mura, madalas na pinagsasaluhan	Namatay ang dedikadong impression, mataas ang gastos
Bilang huwad na pagpaparaya	Mas maluwag, na may mapagbigay na allowance sa machining	Mahigpit, malapit sa huling hugis
Laki ng batch ng ekonomiya	Isang piraso hanggang ilang daan	Libu-libo hanggang milyon-milyon
Ang pagiging kumplikado ng hugis	Simple: shafts, discs, rings, blocks	Mga kumplikadong tadyang, mga boss, manipis na mga seksyon
Kondisyon sa ibabaw	Nangangailangan ng machining bago gamitin	Mas mahusay bilang huwad na ibabaw

Figure 1: Ang paghahambing ng kakayahan ay nakapuntos mula 0 hanggang 100 para sa mamimili

Ang radar chart ay nagmamarka ng parehong mga proseso mula 0 hanggang 100 sa limang pamantayan sa pagbili, kung saan ang mas mataas na marka ay palaging nangangahulugan ng mas magandang resulta para sa mamimili. Open die forging leads sa laki ng kakayahan, tooling cost at material range, dahil ang simpleng dies ay humahawak ng malalaking cross section at hindi pangkaraniwang alloys nang walang dedikadong tooling. Ang closed die forging ay tumatagal ng precision at volume axes, dahil ang impression dies ay kumokontrol sa hugis sa isang stroke at ang tooling cost ay ikakalat sa napakalaking batch. Ang dalawang balangkas ay tumatawid sa gitna, at ang crossover na iyon ay ang praktikal na dahilan kung bakit maraming mga halaman ang gumagamit ng parehong mga ruta, closed die para sa compact high run parts at open die para sa malalaking shaft, ring at disc. Bilang isang magaspang na tuntunin sa pagbili, ang isang bahagi na mas mabigat sa humigit-kumulang 500 kg o mas malawak kaysa sa humigit-kumulang 600 mm ay halos palaging dumarating sa bukas na bahagi ng crossover na iyon. Ang mga marka ay mga kamag-anak na tagapagpahiwatig sa halip na mga detalye, kaya kumpirmahin ang mga tunay na limitasyon laban sa isang partikular na kagamitan ng forge shop bago maglabas ng drawing.

Ang daloy ng butil, ratio ng pagbabawas at ang mga ari-arian na binabayaran mo

Ang pagpapanday ng mga pagbabago ay higit pa sa geometry. Sinisira nito ang istruktura ng cast ng ingot, isinasara ang panloob na porosity at itinahanay ang mga inklusyon sa direksyon ng daloy ng metal, kaya naman ang isang huwad na baras ay higit na gumaganap sa isang cast o katumbas lamang ng makina sa pagkapagod at epekto. Ang pangunahing numero ay ang reduction ratio, na kinakalkula bilang panimulang cross sectional area na hinati sa natapos na cross sectional area. Ang mga detalye ng power, offshore at pressure equipment ay karaniwang humihingi ng minimum na 3:1, at humihingi ng 4:1 o higit pa ang mga demanding na application. Ang kapaki-pakinabang na tanong ay kung saan humihinto ang karagdagang pagbawas sa pagbabayad para sa sarili nito.

Figure 2: Relative properties laban sa forging reduction ratio, cast baseline 100

Ang line chart ay nag-plot ng relatibong impact toughness at tensile strength laban sa forging reduction ratio, na may as cast baseline na 100. Ang parehong curve ay umaakyat nang matarik sa pagitan ng 1:1 at 3:1, ang hanay kung saan ang porosity ay sarado at ang magaspang na cast structure ay pinapalitan ng mas pino at mas pare-parehong butil. Sa pagitan ng 3:1 at 4:1 ay nagpapatuloy ang pagpapabuti ngunit sa mas mabagal na bilis, at sa nakalipas na 5:1 ang mga linya ay halos flat. Sa mga komersyal na termino, ang pagbabayad para sa 5:1 na pagbawas sa isang bahagi na gagawing makina hanggang sa isang bahagi ng cross section nito ay nagdaragdag ng gastos nang walang nasusukat na kita ng ari-arian. Ipinapakita rin ng dalawang kurba kung bakit dapat tukuyin ang ratio ng pagbabawas kasama ng direksyon ng daloy ng butil, dahil mas mabilis na bumubuti ang mga longitudinal na katangian kaysa sa mga nakahalang. Ang isang praktikal na diskarte ay ang magtakda ng pinakamababang ratio mula sa kinakailangang pagkapagod o presyon sa disenyo, pagkatapos ay hayaan ang forge shop na piliin ang iskedyul ng pass na nakakatugon dito.

Mga materyales, heat treatment at forged versus cast

Ang mga haluang metal gaya ng 42CrMo4 at 34CrNiMo6 ay sumasaklaw sa karamihan ng mga shaft, gear at singsing, at pinipili ang mga hindi kinakalawang na grado kung saan mahalaga ang kaagnasan o kalinisan. Sa food, feed, pump at marine service, ang SS316L ay karaniwan para sa mga impeller at wiper, habang ang SS420 ay ginagamit para sa mga wear ring at iba pang bahaging lumalaban sa abrasion. Hindi gaanong mapagpatawad ang stainless work sa furnace, kaya dapat kontrolin ang pag-init at paglamig upang maiwasan ang sensitization at hindi gustong phase formation, at ang parehong disiplina na inilarawan sa gabay na ito sa pag-forging ng mga stainless steel na forging ay tumutukoy din kung gaano karaming clean up machining ang kailangan pagkatapos. Ang heat treatment pagkatapos ng forging, maging normalizing, quenching at tempering o solution annealing, ang sa wakas ay naghahatid ng mga mekanikal na katangian, kaya ang detalye ay dapat magsaad ng kundisyon, ang sampling position at ang test standard sa halip na isang hardness number lang.

Figure 3: Property index ng mga huwad na bahagi kumpara sa mga bahagi ng cast ng parehong haluang metal

Ang bar chart ay nagpapakita ng isang kamag-anak na index ng mga katangian para sa mga bukas na die na huwad na bahagi laban bilang mga bahagi ng cast ng parehong haluang metal, na ang casting ay nakatakda sa 100. Ang lakas ng pagkapagod at panloob na kalinisan ay nagpapakita ng pinakamalaking mga nadagdag, na kung ano mismo ang iyong aasahan kapag ang porosity ay sarado at ang daloy ng butil ay nakahanay sa landas ng pagkarga. Gumaganda rin ang impact toughness at tensile strength, kahit na sa mas maliit na margin. Ang dahilan kung bakit mas matagal ang fatigue at soundness bar ay ang mga casting ay nagpapanatili ng shrinkage porosity at coarse dendrite na nagsisilbing crack initiation site sa ilalim ng cyclic loading. Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna na ang index ay naglalarawan ng tipikal na pag-uugali sa halip na isang garantisadong ratio para sa isang partikular na grado, at ang kalamangan ay lumiliit kapag ang isang paghahagis ay tumatanggap ng isang buong heat treatment at masusing hindi mapanirang pagsusuri. Gamitin ang paghahambing upang bigyang-katwiran ang ruta ng proseso sa isang pagsusuri sa disenyo, pagkatapos ay kumpirmahin ang mga tunay na pag-aari na may mga resulta ng pagsubok mula sa supplier ng forging.

Kung saan napupunta ang lead time at ang gastos

Sa isang malaking open die forged shaft, ang tooling ay bihirang ang pinakamalaking halaga ng item dahil ang mga dies ay simple at madalas na nasa tindahan. Ang bigat ng materyal, ang bilang ng mga forging pass, mga siklo ng paggamot sa init, allowance sa machining at mga kinakailangan sa inspeksyon ang nagtutulak sa presyo. Ang lead time ay kumikilos sa parehong paraan: karamihan sa mga linggo ay ginugugol bago at pagkatapos ng martilyo, hindi sa ilalim nito. Ang tsart sa ibaba ay nagpapakita ng isang tipikal na breakdown para sa isang baras sa hanay ng 2 hanggang 5 tonelada.

Figure 4: Karaniwang siyam na linggong lead time split para sa isang malaking open die forged shaft

Hinahati ng column chart ang tipikal na siyam na linggong lead time sa limang yugto, at ang pattern ay kadalasang nakakagulat sa mga mamimili na umaasang ang pagpeke ay magiging bottleneck. Ang paghahanda ng tool at fixture ay tumatagal ng humigit-kumulang dalawang linggo, ang pag-init at pag-forging ay humigit-kumulang isa at kalahati lamang, at ang heat treatment ng isa pang dalawa dahil ang isang malaking seksyon ay nangangailangan ng kontroladong heating at cooling rate. Kinukonsumo ng magaspang na machining ang pinakamalaking solong bloke sa dalawa at kalahating linggo, habang tumatagal ng humigit-kumulang isang linggo ang panghuling inspeksyon, pagsusuri sa ultrasonic at dokumentasyon. Ang mensahe ng pagpaplano ay diretso: ang pera at oras ay natitipid sa pamamagitan ng pagbabawas ng allowance sa machining at pagpapasimple sa ruta ng heat treatment, hindi sa pamamagitan ng pagpindot sa forge shop para sa mas mabilis na martilyo. Kapag masikip ang iskedyul ng proyekto, i-book nang maaga ang kapasidad ng heat treatment furnace at machining slots, dahil ang dalawang yugtong iyon ay hindi gaanong nababaluktot. Kumpirmahin din kung ang naka-quote na lead time ay magsisimula sa pag-apruba ng pag-apruba o mula sa materyal na pagdating, dahil ang pagkakaiba lang na iyon ay maaaring maglipat ng petsa ng paghahatid sa pamamagitan ng linggo.

Mga application na umaasa sa mga bukas na die forging

Ang power generation ay ang pinakamalaking consumer ng heavy open die forgings. Ang mga wind turbine gearbox sa klase na 3 MW hanggang 10 MW ay gumagamit ng mga huwad na planeta carrier, planeta gear, sun gear at ring gear, hydro plants ay gumagamit ng guide vanes at generator shaft, at ang mga istasyon ng nuklear ay gumagamit ng mga conventional island parts, piping nozzles at tube sheets. Sa bawat kaso ang bahagi ay may kaugnayan sa kaligtasan, siniyasat ng ultrasonic testing at inaasahang makakaligtas sa mga dekada ng cyclic loading.

Wind Turbine 3MW-10MW Planet Carrier Forgings Wind turbine planeta carrier forgings chinese manufacturer Tingnan ang Produkto →

Ang makinarya sa dagat at daungan ay umaasa sa forged shafting at steering gear. Ang mga propeller shaft, intermediate shaft, stern shaft, rudder stocks at rudder pintles ay ginawa ng open die forging dahil pinagsasama ng mga ito ang isang malaking cross section na may fatigue critical duty cycle, at dahil ang mga classification society ay nangangailangan ng dokumentado na daloy ng butil at mga resulta ng pagsubok.

Propeller Shaft Forgings Bilang isang core forged component, ang propeller shaft (partikular na tumutukoy sa marine propeller shafts) ay nagsisilbing key forged na bahagi para sa propellers, pangunahing ginagamit sa c... Tingnan ang Produkto →

Ang pagmimina at metalurhiya ay tumatakbo sa epekto. Ang mga pangunahing shaft ng cone crusher, hydraulic breaker cylinder blocks, mill bearing housings, roller shafts at straightening rolls ay mga tipikal na bukas na bahagi ng die, kadalasan sa alloy steel na may hardened o surface treated working zone. Tinukoy ng mga mamimili ng petrochemical ang katulad na ruta para sa mga valve body, blowout preventers, mandrel hanger at tube sheet, kung saan ang pagpapanatili ng presyon at serbisyo ng hydrogen ay kadalasang nagdidikta sa antas ng inspeksyon. Ang isang supplier na sumasaklaw sa forging, heat treatment, machining, welding at surface finishing ay nag-aalis ng malaking panganib sa koordinasyon, at ang aming buong hanay ng mga forged na bahagi ay inayos ayon sa industriya upang ang isang bahagi ay maitugma sa isang aplikasyon nang mabilis.

Cone Crusher Main Shaft Forgings Ginawa mula sa iba't ibang mga materyales at ginagamot sa mga espesyal na proseso ng init, nagtatampok ang mga ito ng napakataas na lakas at isang "matigas na panlabas, matigas na panloob" na istraktura, mak... Tingnan ang Produkto →

Paano tukuyin ang mga bukas na die forging sa isang RFQ

Ang isang pagtatanong na nakakakuha ng mabilis, maihahambing na sagot ay naglalaman ng mga sumusunod na aytem.

Isang tapos na bahagi ng pagguhit kasama ang isang hiwalay na forging drawing na nagpapakita ng machining allowance at parting lines.
Materyal na grado, materyal na pamantayan at anumang katanggap-tanggap na mga alternatibo.
Pinakamababang ratio ng pagbabawas at ang kinakailangang direksyon ng daloy ng butil.
Kondisyon ng heat treatment na may mga kinakailangan sa mekanikal na pagsubok, posisyon ng sampling at pamantayan ng pagsubok.
Hindi mapanirang mga kinakailangan sa pagsusuri, kadalasang ultrasonic na pagsubok na may antas ng pagtanggap.
Kondisyon ng paghahatid: bilang huwad, magaspang na makina, o natapos at pininturahan.
Dami, target na petsa ng paghahatid, at kung kinakailangan ang pag-apruba sa unang artikulo.

Ang open die forging ay nananatiling praktikal na ruta para sa malaki, mababang volume, mataas na integridad ng mga bahagi ng metal, at ang desisyon sa pagbili ay karaniwang bumababa sa timbang, laki ng batch at kung gaano karaming machining ang binalak. Kunin ang ratio ng pagbabawas, kondisyon ng paggamot sa init at antas ng inspeksyon sa mismong detalye, at ang proseso ay naghahatid ng bahagi na may tuluy-tuloy na daloy ng butil at mga predictable na katangian. Iwanan ang mga ito na malabo, at ang dagdag na gastos ay lilitaw muli sa ibang pagkakataon bilang muling paggawa, mga tinanggihang test bar o isang nadulas na petsa ng paghahatid. Gamitin ang mga paghahambing sa patnubay na ito bilang panimulang punto para sa pakikipag-usap sa iyong pekeng supplier.