Processo Detalhado de Fabricação de Flanges Forjadas

Uma flange forjada é uma peça de flange fabricada por meio do processo de forjamento. Em comparação com as flanges fundidas, ela tem as vantagens de baixo teor de carbono, não é fácil de enferrujar, tem uma organização densa e excelentes propriedades mecânicas, mas o custo é maior. O processo de forjamento pode garantir que a organização interna da flange seja uniforme e livre de defeitos como poros ou inclusões, e é adequado para cenários de aplicação de alta pressão e alta resistência. O processo de produção geralmente inclui as etapas de preparação de matérias-primas, aquecimento, forjamento, tratamento térmico, usinagem e inspeção. De acordo com o tamanho, lote e requisitos de precisão da flange, métodos como forjamento livre, forjamento em matriz ou forjamento em filme podem ser usados. A seguir está uma descrição detalhada do processo, com base nos padrões da indústria e nas práticas de produção típicas.

1. Entrada e Inspeção de Matérias-Primas

Descrição da etapa: Primeiro, as matérias-primas (como barras, chapas ou tarugos de aço inoxidável, aço carbono ou aço liga) entram na fábrica. Os materiais devem estar em conformidade com os padrões nacionais (como GB/T 9112-2010, etc.).

Operação chave: Realizar análise da composição química, teste de propriedades mecânicas e inspeção visual para garantir que não haja defeitos como rachaduras e inclusões. Após a aprovação, armazenar no armazém.

Objetivo: Garantir a qualidade do material e evitar defeitos subsequentes.

2. Corte (Desbaste)

Descrição da etapa: De acordo com as especificações de projeto da flange (como diâmetro, espessura), use serragem, cisalhamento ou corte a plasma para cortar as matérias-primas no tarugo necessário.

Operação chave: Ao cortar, a sobreposição de forjamento (geralmente 5-10 mm) deve ser considerada para compensar a contração do forjamento e a perda de usinagem. Para flanges grandes, o corte de chapas ou o corte de barras podem ser usados.

Objetivo: Preparar o tamanho do tarugo adequado para aquecimento e forjamento.

3. Aquecimento

Descrição da etapa: Coloque o tarugo cortado no forno de aquecimento e aqueça até a temperatura de forjamento (geralmente 950-1250°C para aço carbono, 800-1100°C para aço inoxidável, dependendo do material).

Operação chave: Use um forno de média frequência ou um forno a gás para aquecer para garantir um aquecimento uniforme e evitar superaquecimento ou descarbonetação. O tempo de aquecimento depende do tamanho do tarugo.

Objetivo: Amaciar o material, aumentar a plasticidade e facilitar a formação subsequente.

4. Forjamento

Descrição da etapa: O tarugo aquecido é colocado no equipamento de forjamento para deformação. Esta é a fase central, que é dividida em forjamento livre, forjamento em matriz, etc., dependendo do método.

Forjamento livre: Adequado para flanges de pequenos lotes e múltiplas variedades. As operações básicas incluem:

Recalcamento (Upsetting): Comprimir o tarugo axialmente para reduzir a altura e aumentar a seção transversal para flanges em forma de disco.

Estiramento (Drawing Out): Estender o comprimento do tarugo e reduzir a seção transversal para peças do tipo eixo.

Punção (Punching): Use um punção para abrir furos passantes ou furos cegos para formar o furo central da flange.

Flexão (Bending): Dobre o tarugo em um ângulo especificado.

Torção (Twisting): Gire parte do tarugo para formar uma forma específica.

Corte (Cutting): Remova o material extra.

Forjamento em matriz: Adequado para flanges de alta precisão e grandes lotes. Forje o tarugo em um molde, incluindo pré-forjamento, forjamento final, remoção de rebarbas e corte de bordas. Equipamentos como martelo de forjamento em matriz e prensa de forjamento em matriz a quente.

Forjamento em filme: Entre o forjamento livre e o forjamento em matriz, use moldes simples para auxiliar.

Operação chave: Controle a temperatura, a quantidade de deformação e a força de martelo durante o forjamento para evitar o crescimento excessivo de grãos ou rachaduras. Para anéis de flange grandes, o processamento seccional pode ser usado: dobra precisa, remoção de extremidades, chanfro de soldagem, soldagem em um círculo.

Objetivo: Formar um tarugo bruto de flange para garantir uma organização interna densa.

5. Resfriamento Pós-Forjamento e Tratamento Térmico

Descrição da etapa: Resfrie imediatamente após o forjamento (resfriamento ao ar, resfriamento com água ou resfriamento com óleo) e, em seguida, realize tratamento térmico, como normalização, recozimento, têmpera ou têmpera e revenimento.

Operação chave: Controle a taxa de resfriamento para evitar rachaduras. A temperatura e o tempo do tratamento térmico são ajustados de acordo com o material (como normalização de aço carbono a 850-900°C).

Objetivo: Melhorar as propriedades mecânicas, eliminar tensões internas e refinar os grãos.

6. Usinagem

Descrição da etapa: Envie o tarugo forjado para a oficina de usinagem e use tornos, fresadoras e outros equipamentos para finalizar a forma, o plano e a superfície de vedação.

Operação chave: A tolerância de usinagem está em conformidade com o padrão (como ANSI B16.5), rugosidade da superfície Ra1.6-6.3μm.

Objetivo: Alcançar dimensões precisas e acabamento.

7. Perfuração

Descrição da etapa: Faça furos de instalação (como furos de parafuso) na flange usando furadeiras ou máquinas-ferramentas CNC.

Operação chave: Alta precisão da posição do furo, o diâmetro do furo e o espaçamento estão em conformidade com os desenhos de projeto.

Objetivo: Facilitar a conexão da flange.

8. Inspeção e Teste Não Destrutivo

Descrição da etapa: Realizar medição de dimensões, teste de dureza, teste ultrassônico (UT), teste de partículas magnéticas (MT) ou teste radiográfico (RT).

Operação chave: Verifique defeitos internos, rachaduras na superfície e certifique-se de que estejam em conformidade com os padrões nacionais.

Objetivo: Garantir a qualidade do produto, a taxa de aprovação geralmente é superior a 99%.

9. Marcação e Embalagem

Descrição da etapa: Use um carimbo de aço para marcar informações como especificações, material, número do lote, etc., e, em seguida, aplique tinta antiferrugem e embale (caixa de madeira ou palete).

Operação chave: Marcação clara, embalagem à prova de umidade e à prova de choque.

Objetivo: Facilitar o rastreamento e o transporte.

Precauções e Variações

Processo específico para flanges de solda de topo: Primeiro, forje longitudinalmente para aumentar a seção transversal, depois estique para aumentar o comprimento e, finalmente, faça furos verticalmente.

Anéis de flange grandes: Devido ao grande tamanho, eles podem ser dobrados e soldados em seções.

Comparação com outros tipos de flange: A resistência da flange forjada é maior do que a da flange fundida (fácil de ter poros), mas não é tão flexível quanto a flange soldada. Atenção à segurança e proteção ambiental durante a produção, como tratamento de gases residuais.

Exemplos de equipamentos: Martelo de forjamento, forno de aquecimento, torno CNC, detector de falhas, etc.

Todo o ciclo do processo depende da escala, pequenos lotes levam alguns dias e grandes lotes levam semanas. Na produção real, os parâmetros podem ser ajustados de acordo com padrões específicos (como padrões nacionais e padrões americanos).