Proses Penempaan dalam Kejuruteraan Mekanikal – Lengan Keluli
(gambaran keseluruhan disusun daripada data industri terkini)
1. Bahan & bentuk permulaan
Keluli aloi rendah seperti ASTM A181 Kelas 70, 21CrMoNiV4-7, 42CrMo4 atau 17-4PH biasanya dibekalkan sebagai jongkong dinyahgas vakum atau bar bergulung. Untuk lengan dinding berat, master tempa memotong bar menjadi bilet yang dipotong, manakala untuk lengan panjang dinding nipis jongkong berongga atau bar pra-gerudi dipilih untuk menjimatkan bahan dan masa menekan .
2. Pra-pemanasan
Bilet dicas ke dalam relau berterusan pada 1 150–1 250 °C (keluli) atau 450–500 °C (lengan aluminium). Rendam seragam (min. 30 min setiap 100 mm Ø) menjamin ≤15 °C delta-T dan mengelakkan keretakan melintang semasa menjengkelkan.
3. Urutan penempaan panas
Langkah 1 – Kecewa & menembusi: penekan engkol 4 000 t mengganggu bilet, kemudian mandrel berdiameter 600 mm menumbuk lubang tengah.
Langkah 2 – Regangkan & kurangkan: donat dialihkan ke penekan mati terbuka 8 000 t di mana bar mandrel memanjangkan lengan sambil mengurangkan ketebalan dinding; nisbah panjang ke dinding sehingga 30:1 boleh dilaksanakan.
Langkah 3 – Planish & saiz: hantaran akhir pada penekan 1 600 t membawa toleransi OD kepada +2/-1 mm dan dinding kepada ±1 mm, sedia untuk pemesinan kemasan stok minimum.
4. Pilihan gelek cincin (lengan pendek)
Untuk diameter 200–1 200 mm dan dinding 30–120 mm, gelek gelang lancar adalah lebih pantas: satu api, kitaran 30 s, 20 % kilat dan bukannya 50 % dalam acuan terbuka. Pertumbuhan diameter dikawal komputer hingga ±1 mm .
5. Rawatan haba
Normalkan pada 880 °C/udara sejuk untuk menapis bijirin, pelindapkejutan & temperamen (Q/T) 860 °C/minyak + 650 °C/2 j untuk mencapai 550–750 MPa YS, 20 % EL, 45 J –40 °C Charpy. Lengan berat untuk perumah tekanan mendapat suhu dua peringkat tambah –80 °C cryo de-brittle .
6. Pemeriksaan & penghantaran
100 % UT setiap ASTM A388 Tahap B, MT pada 100 % permukaan gerudi, laporan dimensi dengan CPK ≥ 1.33, keluaran EN 10204 3.2. Keadaan penghantaran biasa: hot-forged + Q/T + OD/ID putar kasar kepada stok 2–3 mm .
7. Keuntungan prestasi berbanding pemutus
Aliran butiran lilitan tanpa gangguan menggandakan kekuatan gelung; tiada rongga pengecutan tengah yang tipikal bagi lengan tuangan pasir; Penjimatan berat 30% kerana pereka boleh menggunakan tekanan reka bentuk yang lebih tinggi dengan faktor keselamatan yang sama.
8. Had saiz boleh dicapai hari ini
OD 80–6 000 mm, panjang 50–6 000 mm, berat tunggal 10 kg – 15 t, dinding senipis 15 mm pada gelang bergulung atau setebal 400 mm pada penempaan acuan terbuka .
Ringkasnya, laluan penempaan lengan keluli moden menggabungkan mesin penekan mati terbuka yang berat dengan tindik mandrel dan gelek gelang pilihan, diikuti dengan rawatan haba Q/T dan NDT penuh, memberikan jurutera mekanikal komponen berongga berintegriti tinggi yang menahan beban berbilang paksi jauh lebih baik daripada alternatif tuang atau dikimpal.