Chapa de aço inoxidável, devido à sua excelente resistência à corrosão, alta resistência e superfície bonita, é amplamente utilizada na construção, eletrodomésticos, transporte, equipamentos industriais e outros campos. Como um dos processos-chave da fabricação de chapas de aço inoxidável, a forja afeta diretamente suas propriedades mecânicas e qualidade da superfície. Este artigo discutirá o processo de forjamento de chapas de aço inoxidável em detalhes, cobrindo seleção de materiais, aquecimento, processo de forjamento, tratamento térmico, tratamento de superfície, inspeção de qualidade e processamento subsequente.
1. Preparação do material
1.1 Tipos de aço inoxidável
O aço inoxidável pode ser dividido em muitos tipos de acordo com sua composição química e microestrutura, os comuns são:
Aço inoxidável austenítico: como 304 e 316, com boa resistência à corrosão e soldabilidade.
Aço inoxidável ferrítico: como 430, com alta resistência e magnetismo.
Aço inoxidável martensítico: como 410, com alta dureza e resistência ao desgaste.
Aço inoxidável duplex: como 2205, com vantagens de austenita e ferrita, com alta resistência e resistência à corrosão.
1.2 Seleção de materiais
Escolher o tipo certo de aço inoxidável é o primeiro passo no processo de forjamento. De acordo com os requisitos de aplicação do produto final, são selecionados materiais de aço inoxidável com propriedades mecânicas e resistência à corrosão correspondentes. Por exemplo, chapas de aço inoxidável 304 ou 316 são geralmente selecionadas para construção, enquanto equipamentos industriais podem exigir aço inoxidável duplex de maior resistência.
1.3 Preparação da peça bruta
A seleção e preparação da peça bruta são muito importantes para o processo de forjamento. O tarugo é geralmente um lingote de aço ou tarugo, e seu tamanho e forma devem ser projetados de acordo com os requisitos do produto final. A superfície do tarugo deve estar limpa, sem rachaduras, poros e outros defeitos.
2. Aquecimento
2.1 Temperatura de aquecimento
A temperatura de forjamento do aço inoxidável geralmente fica entre 1000°C e 1250°C. A temperatura depende do tipo e composição do aço inoxidável. Alta temperatura de aquecimento pode levar a grãos grosseiros e afetar as propriedades mecânicas. Temperatura muito baixa pode levar a dificuldades de forjamento e rachaduras.
2.2 Equipamento de aquecimento
Os equipamentos de aquecimento comumente usados incluem fornos a gás, fornos elétricos e fornos de indução. Os fornos a gás são adequados para produção em massa, enquanto os fornos elétricos e fornos de indução são adequados para produção em pequenos lotes e de alta precisão.
2.3 Tempo de aquecimento
O tempo de aquecimento deve ser ajustado de acordo com o tamanho do tarugo e o desempenho do equipamento de aquecimento. Tempo de aquecimento muito curto pode levar a temperatura interna desigual do tarugo e afetar a qualidade da forja; Tempo de aquecimento muito longo pode levar a grãos grosseiros e desperdício de energia.
3. Processo de forjamento
3.1 Forjamento preliminar
A forja inicial é o processo de formação da peça bruta aquecida. A pressão é aplicada à peça bruta por prensa ou máquina de forjar a martelo para causar deformação plástica, remover defeitos internos e melhorar a estrutura organizacional. O objetivo da forja inicial é fazer com que a peça bruta se aproxime da forma final, melhorando sua densidade e uniformidade.
3.2 Forjamento de precisão
A forja de precisão é usinagem adicional com base na forja inicial para obter a forma e o tamanho finais. No processo de forjamento de precisão, a temperatura de forjamento e a quantidade de deformação precisam ser estritamente controladas para garantir a qualidade da superfície e a estrutura interna do produto. A chapa de aço inoxidável após forjamento de precisão deve ter alta precisão dimensional e acabamento superficial.
3.3 Equipamento de forjamento
Os equipamentos de forjamento comumente usados incluem prensa hidráulica, prensa mecânica e máquina de forjar a martelo. A prensa hidráulica é adequada para forjar formas grandes e complexas, a prensa mecânica é adequada para produtos pequenos e médios e a máquina de forjar a martelo é adequada para produção de alta precisão e pequenos lotes.
4. Tratamento térmico
4.1 Recozimento
O recozimento é o processo de aquecer a chapa de aço inoxidável forjada a uma determinada temperatura e resfriá-la lentamente após mantê-la por um período de tempo. O objetivo do recozimento é eliminar a tensão interna gerada no processo de forjamento e melhorar a plasticidade e tenacidade do material. A temperatura e o tempo de recozimento devem ser ajustados de acordo com o tipo e a composição do aço inoxidável.
4.2 Têmpera e revenimento
A têmpera é o processo de aquecer a chapa de aço inoxidável acima da temperatura crítica e resfriá-la rapidamente para obter alta dureza e resistência. O revenimento é o aquecimento da chapa de aço inoxidável a uma temperatura mais baixa após a têmpera e, em seguida, o resfriamento após mantê-la por um período de tempo para ajustar a dureza e a tenacidade. O processo de têmpera e revenimento deve ser projetado de acordo com os requisitos de desempenho do produto final.
4.3 Equipamento de tratamento térmico
Os equipamentos de tratamento térmico comumente usados incluem forno caixa, forno poço e forno contínuo. Os fornos caixa são adequados para produção em pequenos lotes, os fornos poço são adequados para produtos grandes e os fornos contínuos são adequados para produção em larga escala.
5. Tratamento de superfície
5.1 Decapagem
A decapagem é o processo de remoção química de óxido e impurezas da superfície das chapas de aço inoxidável. As soluções de decapagem comuns incluem ácido nítrico, ácido fluorídrico e ácido sulfúrico. Após a decapagem, lavagem com água adequada e neutralização devem ser realizadas para evitar a corrosão do ácido residual na chapa de aço inoxidável.
5.2 Polimento
O polimento é o processo de melhoria do acabamento superficial das chapas de aço inoxidável. Os métodos de polimento comuns incluem polimento mecânico, polimento químico e polimento eletrolítico. O polimento mecânico é adequado para grandes áreas e polimento grosseiro, o polimento químico e o polimento eletrolítico são adequados para alta precisão e polimento espelhado.
5.3 Revestimento
O revestimento é o revestimento de uma película protetora na superfície da chapa de aço inoxidável para melhorar sua resistência à corrosão e estética. Os materiais de revestimento comumente usados incluem tinta, revestimentos em pó e galvanoplastia. O processo de revestimento deve ser selecionado de acordo com os requisitos de aplicação do produto final.
6. Inspeção de qualidade
6.1 Verificação dimensional
A inspeção dimensional é uma etapa importante para garantir que o tamanho e a forma da chapa de aço inoxidável atendam aos requisitos de projeto. As ferramentas de teste comuns incluem paquímetros, micrômetros e instrumentos de medição de coordenadas. As verificações dimensionais devem ser realizadas em todas as etapas de forjamento, tratamento térmico e tratamento de superfície.
6.2 Teste não destrutivo
O teste não destrutivo é o processo de detecção de defeitos internos em chapas de aço inoxidável por métodos não destrutivos. Os métodos de teste não destrutivos comuns incluem teste ultrassônico, teste de raios-X e teste de partículas magnéticas. O teste não destrutivo deve ser realizado após forjamento e tratamento térmico para garantir a qualidade interna do produto.
6.3 Teste de propriedades mecânicas
O teste de propriedades mecânicas é uma etapa importante para avaliar as propriedades mecânicas das chapas de aço inoxidável. Os itens de teste comumente usados incluem teste de tração, teste de dureza e teste de impacto. O teste de propriedades mecânicas deve ser projetado de acordo com os requisitos de aplicação do produto final.
7. Corte e conformação
7.1 Corte
O corte é o processo de corte de chapas de aço inoxidável no tamanho necessário de acordo com a demanda. Os métodos de corte comuns incluem cisalhamento, corte a laser e corte a plasma. O cisalhamento é adequado para corte em linha reta, o corte a laser e o corte a plasma são adequados para formas complexas e corte de alta precisão.
7.2 Conformação
A moldagem é o processo de processamento de chapas de aço inoxidável em produtos finais por meio de dobra, estampagem e outros processos. Os equipamentos de conformação comumente usados incluem dobradeiras, prensas de perfuração e máquinas de conformação hidráulica. O processo de moldagem deve ser projetado de acordo com a forma e o tamanho do produto final.
8. Resumo
O processo de forjamento de chapas de aço inoxidável é um processo complexo e fino, envolvendo seleção de materiais, aquecimento, forjamento, tratamento térmico, tratamento de superfície, teste de qualidade e processamento subsequente. Cada etapa requer controle rigoroso dos parâmetros do processo para garantir que o produto final tenha excelentes propriedades mecânicas e qualidade da superfície. Por meio de projeto de processo científico e controle de qualidade rigoroso, chapas de aço inoxidável de alta qualidade podem ser produzidas para atender às necessidades de várias aplicações.
