Princípios básicos, processo e medidas de prevenção de defeitos no forjamento de rodas de liga de alumínio

O cubo da roda é um dos componentes importantes do sistema de transmissão automóvel, que tem de ser não só esteticamente agradável, mas também suficientemente seguro.

Atualmente, a maioria dos cubos de roda para automóveis são feitos de liga de alumínio e a utilização de cubos de aço está a diminuir. Em comparação com os cubos de aço, os cubos de liga de alumínio têm as vantagens de serem leves, reduzirem o consumo de combustível e apresentarem excelentes propriedades mecânicas, melhorando assim o desempenho do veículo.

Os cubos de liga de alumínio podem ser divididos em cubos de liga de alumínio forjado e cubos de liga de alumínio fundido. Os cubos de liga de alumínio fundido são propensos a defeitos como encolhimento, porosidade e inclusão, que reduzem o desempenho mecânico do produto.

Por outro lado, o processo de produção de cubos de liga de alumínio forjado evita esses defeitos e melhora muito o desempenho mecânico do produto. Portanto, os cubos de liga de alumínio forjado são cada vez mais favorecidos no mercado, e os veículos equipados com cubos de liga de alumínio forjado estão a vender melhor. Este artigo discute o processo de forjamento, os defeitos de formação e o mecanismo de formação do forjamento de rodas de liga de alumínio.

Princípios básicos e processo de forjamento de rodas de liga de alumínio

Princípios básicos

O forjamento de cubos de roda em liga de alumínio é um método de processamento por pressão que utiliza a deformação plástica do metal para obter produtos com uma determinada forma, melhorando simultaneamente as propriedades mecânicas do metal. O princípio básico envolve o aquecimento de uma barra curta e a sua colocação no molde correspondente. É submetida a prensagem numa prensa de forjamento rotativa, numa prensa de forjamento inicial e numa prensa de forjamento final. Por fim, passa pelo corte e expansão do furo para completar o processo de forjamento.

Matérias-primas

A matéria-prima para forjar cubos de roda de liga de alumínio é o estoque de barras de fundição contínua. As classes de liga de alumínio incluem as séries 6 e 7, e os diâmetros de barra normalmente utilizados são 7 polegadas, 8 polegadas, 9 polegadas, 10 polegadas e 14 polegadas.

Fluxo do processo

1. Serrar: Cortar a barra de 6 metros de comprimento em barras curtas, de acordo com os comprimentos pretendidos, utilizando uma máquina de serrar.

 

     2. Aquecimento do lingote: Colocar as barras curtas num forno de aquecimento de biletes e aquecê-las a uma temperatura de 460°C a 480°C. O forno de biletes tem geralmente três zonas de aquecimento e a regulação da temperatura pode variar consoante o equipamento, desde que assegure a temperatura de descarga do bilete pretendida.

 

         3. Aquecimento do molde: Aquecer os moldes de forjamento rotativo, forjamento inicial e forjamento final. A temperatura após a remoção do forno é preferencialmente controlada entre 420°C e 450°C. No inverno, a temperatura da oficina pode ser aumentada em 30°C a 40°C.

 

1. Manipulador de lubrificação: A extremidade dianteira do manipulador de lubrificação está equipada com um disco de pulverização utilizado para lubrificar os moldes. O disco de pulverização está dividido numa superfície superior e numa superfície inferior, consistindo normalmente em cinco zonas na superfície superior e quatro zonas na superfície inferior. Os moldes especiais podem exigir discos de pulverização ou zonas correspondentes. É utilizado um agente de libertação de forjamento à base de óleo para a libertação do molde.

 

        2. Forjamento rotativo: Utilizando uma prensa de forjamento de 300 toneladas, as barras curtas são fixadas pelo primeiro manipulador e colocadas na estação de forjamento rotativo, onde são rodadas de acordo com os parâmetros de processo pré-determinados para formar um disco.

 

     3. Prensa de forjamento inicial: Usando uma prensa de forjamento de 6.000 ou 10.000 toneladas, o disco é segurado pelo segundo manipulador e colocado na prensa de forjamento inicial. Após o processo de prensagem, o forjamento inicial é formado. O processo de forjamento inicial é um passo crítico na produção de forjamento, uma vez que envolve uma deformação significativa e é onde ocorre a maioria dos defeitos.

       4. Forno de aquecimento intermédio: O segundo manipulador transfere o forjamento inicial para a entrada do forno de aquecimento intermédio. O forno de aquecimento intermédio funciona automaticamente para a carga e descarga do material. Cada lote de material pode conter 8 a 16 peças, e a temperatura de descarga pode ser controlada entre 380°C e 460°C.

 

      5. Prensa de forjamento final: Utilizando uma prensa de forjamento de 6.000 ou 10.000 toneladas, o terceiro manipulador recebe o sinal do forno intermédio, recupera o material e coloca-o na prensa de forjamento final. Após o processo de prensagem, o forjamento final é formado. O processo de forjamento final é a etapa de moldagem na produção de forjamento.

 

  6. Prensa de recorte: Utilizando uma prensa de forjamento de 600 toneladas, o terceiro manipulador coloca o forjamento final na plataforma de transferência. De seguida, o quarto manipulador retira o forjado final da plataforma de transferência e coloca-o na prensa de corte. O processo de forjamento é concluído através da expansão do furo e do corte.  

28 de dezembro de 2023