Como os cilindros de extrusão de aço H13 e as matrizes inferiores fornecem restrição? Otimize a sua densificação de forjamento de pó

Os cilindros de extrusão de aço H13 e as matrizes inferiores funcionam como o principal mecanismo de confinamento no forjamento direto de pó, criando os limites físicos necessários para a densificação. O cilindro atua como uma luva de posicionamento rígida para aplicar contrapressão radial, enquanto a matriz inferior trabalha com o martelo da prensa para selar o sistema e forçar o pó para dentro.

A sinergia entre o cilindro e a matriz inferior cria um estado de tensão compressiva triaxial. Essa pressão multidirecional é essencial para soldar as partículas de pó e alcançar uma estrutura uniformemente densa.

O Papel do Cilindro de Extrusão

Atuando como Luva de Posicionamento

O cilindro de extrusão H13 serve como o limite externo do sistema de moldagem. Ele funciona efetivamente como uma luva de posicionamento que mantém o lingote de pó no lugar durante a operação.

Exercendo Contrapressão Radial

À medida que a prensa hidráulica aplica força vertical, o pó tenta expandir-se para fora. As paredes internas do cilindro resistem a essa expansão, exercendo contrapressão radial sobre o lingote.

Contendo Forças Laterais

Essa resistência impede que o material escape lateralmente. Ela redireciona a energia de volta para a massa de pó, garantindo que a força seja usada para compactação em vez de deformação do recipiente.

A Função da Matriz Inferior

Selando o Espaço de Extrusão

A matriz inferior é crucial para fechar o sistema. Ela sela a saída do molde, impedindo que o pó seja extrudado pela parte inferior durante a fase inicial de compressão.

Formando um Ambiente Fechado

Trabalhando em conjunto com o martelo da prensa hidráulica, a matriz inferior cria um espaço de extrusão fechado completo. Isso garante que o pó fique aprisionado entre o martelo descendente e a matriz estacionária.

Forçando a Densificação para o Centro

Com a saída selada, a força aplicada não tem para onde ir senão para o próprio material. Essa geometria força o pó a densificar em direção ao centro, resultando em um núcleo sólido.

A Física da Densificação

Criando Tensão Compressiva Triaxial

A combinação da restrição radial do cilindro e da parada vertical da matriz inferior cria um estado de tensão compressiva triaxial.

Promovendo a Soldagem de Partículas

Essa tensão multiaxial é estritamente necessária para a ligação metalúrgica do material. Ela força as partículas de pó individuais a um contato tão próximo que promove o fechamento e a soldagem, eliminando vazios.

Compreendendo os Compromissos

Dependência da Rigidez da Ferramenta

A eficácia deste sistema depende inteiramente da rigidez do aço H13. Se o cilindro expandir ou deformar sob pressão, a contrapressão radial diminui, comprometendo o estado de tensão triaxial.

Limites de Pressão

Embora o sistema fechado maximize a densidade, ele submete as ferramentas a uma imensa tensão interna. A natureza "fechada" da vedação significa que qualquer pressão excessiva não pode escapar, o que requer controle preciso da força hidráulica para evitar falha da ferramenta.

Fazendo a Escolha Certa para o Seu Objetivo

Para maximizar a eficácia do seu processo de forjamento, considere o seguinte em relação às restrições das suas ferramentas:

• Se o seu foco principal é a densidade máxima: Garanta que o cilindro de extrusão tenha espessura de parede suficiente para manter alta contrapressão radial sem deformação elástica.
• Se o seu foco principal é a ligação de partículas: Verifique se a vedação da matriz inferior é absoluta para manter o estado de tensão compressiva triaxial necessário para a soldagem de partículas.

A integridade do seu componente final depende diretamente da capacidade do sistema de moldagem de manter um ambiente de pressão rígido e em circuito fechado.

Tabela Resumo:

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Referências

1. Shuyun Wang, Jianguo Lin. Direct powder forging of PM nickel-based superalloy: densification and recrystallisation. DOI: 10.1007/s00170-016-8966-9

Este artigo também se baseia em informações técnicas de Kintek Press Base de Conhecimento .

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