عملية الحدادة في الهندسة الميكانيكية – الأكمام الفولاذية
(نظرة عامة تم تجميعها من أحدث بيانات الصناعة)
1. المواد وشكل البداية
عادةً ما يتم توفير الفولاذ منخفض السبائك مثل ASTM A181 Class 70 أو 21CrMoNiV4-7 أو 42CrMo4 أو 17-4PH على شكل سبائك منزوعة الغاز أو قضبان مدلفنة. بالنسبة للأكمام ذات الجدران الثقيلة، يقوم سيد الحداد بتقطيع القضيب إلى قطع مقطوعة، بينما بالنسبة للأكمام الطويلة ذات الجدران الرقيقة، يتم اختيار سبيكة مجوفة أو قضيب مثقوب مسبقًا لتوفير المواد ووقت الضغط.
2. التسخين المسبق
يتم شحن الخامات في فرن مستمر عند درجة حرارة 1150-1250 درجة مئوية (الفولاذ) أو 450-500 درجة مئوية (أكمام الألومنيوم). يضمن النقع الموحد (30 دقيقة على الأقل لكل 100 مم Ø) درجة حرارة دلتا-T تساوي 15 درجة مئوية ويتجنب الشقوق العرضية أثناء الاضطراب.
3. تسلسل تزوير الساخنة
الخطوة 1 - الضغط والثقب: يقوم مكبس ذراع التدوير بقدرة 4000 طن بقلب قطعة الخام، ثم يقوم شياق بقطر 600 مم بثقب ثقب مركزي.
الخطوة 2 - التمدد والتقليل: يتم نقل الكعكة إلى مكبس مفتوح بقدرة 8000 طن حيث يعمل قضيب الشياق على إطالة الغلاف مع تقليل سمك الجدار؛ من الممكن أن تصل نسبة الطول إلى الجدار إلى 30:1.
الخطوة 3 - التخطيط والحجم: التمريرات النهائية على مكبس 1600 طن تجعل تفاوت OD يصل إلى +2/-1 مم والجدار إلى ±1 مم، ويكون جاهزًا للمعالجة النهائية بأقل مخزون.
4. خيار اللف الدائري (أكمام قصيرة)
بالنسبة للأقطار 200-1200 مم والجدران 30-120 مم، تكون اللف الدائري السلس أسرع: حريق واحد، دورة 30 ثانية، 20% وميض بدلاً من 50% في القالب المفتوح. يتم التحكم في نمو القطر بالكمبيوتر حتى ±1 مم.
5. المعالجة الحرارية
تطبيع عند 880 درجة مئوية/هواء بارد لتنقية الحبوب والإرواء والتلطيف (Q/T) 860 درجة مئوية/زيت + 650 درجة مئوية/2 ساعة للوصول إلى 550-750 ميجا باسكال YS، 20% EL، 45 J -40 درجة مئوية شاربي. الأكمام الثقيلة لمبيتات الضغط تحصل على درجة حرارة على مرحلتين بالإضافة إلى -80 درجة مئوية لإزالة الهشاشة بالتبريد.
6. التفتيش والتسليم
100% UT لكل ASTM A388 المستوى B، MT على 100% سطح التجويف، تقرير الأبعاد مع CPK ≥ 1.33، EN 10204 3.2 الإصدار. حالة التسليم النموذجية: مزورة على الساخن + Q/T + OD/ID مقلوبة بشكل خشن إلى مخزون 2-3 مم.
7. مكاسب الأداء مقابل الصب
يضاعف تدفق الحبوب المحيطي دون انقطاع قوة الطوق؛ لا يوجد تجويف مركزي للانكماش نموذجي للأكمام المصبوبة بالرمل؛ توفير الوزن بنسبة 30% لأن المصممين يمكنهم استخدام إجهاد تصميمي أعلى مع نفس عامل الأمان.
8. حدود الحجم يمكن الوصول إليها اليوم
OD 80-6000 مم، الطول 50-6000 مم، الوزن الفردي 10 كجم - 15 طن، جدار رقيق يصل إلى 15 مم على الحلقات المدرفلة أو بسمك 400 مم على المطروقات المفتوحة.
باختصار، يجمع مسار تزوير الأكمام الفولاذية الحديث بين مكابس ثقيلة ذات قالب مفتوح مع ثقب الشياق ولف الحلقة الاختيارية، تليها معالجة حرارية Q/T وNDT كاملة، مما يمنح المهندسين الميكانيكيين مكونًا مجوفًا عالي التكامل يتحمل الأحمال متعددة المحاور بشكل أفضل بكثير من البدائل المصبوبة أو الملحومة.