Phân loại cơ bản của rèn là gì?

Rèn là một quá trình tạo hình kim loại cơ bản, đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các linh kiện chắc chắn và bền bỉ trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Từ trục khuỷu ô tô và giá đỡ hàng không vũ trụ đến ốc vít xây dựng và dụng cụ khai thác dầu khí, các chi tiết rèn được biết đến với đặc tính cơ học tuyệt vời và tính toàn vẹn về cấu trúc.

Hiểu biết vềphân loại cơ bản của rèngiúp các kỹ sư, nhà thiết kế và chuyên gia mua sắm lựa chọn phương pháp rèn phù hợp nhất dựa trên ứng dụng, độ phức tạp của chi tiết, khối lượng sản xuất và loại vật liệu. Bài viết này khám phá các loại rèn chính và đặc điểm của chúng để giúp bạn đưa ra quyết định sáng suốt.

Sakysteel

Rèn là gì?

Rènlà một quy trình sản xuất liên quan đến việc định hình kim loại bằng lực nén cục bộ. Quá trình này có thể được thực hiện bằng cách đập, ép hoặc cán - thường là với kim loại ở trạng thái nóng (nhưng rắn). Rèn giúp cải thiện cấu trúc hạt bên trong, tăng cường độ bền và loại bỏ các khuyết tật như độ xốp hoặc tạp chất.

Rèn đã phát triển thành nhiều kỹ thuật khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, thiết bị sử dụng và cấu hình khuôn.

Phân loại cơ bản của rèn

Quá trình rèn có thể được phân loại rộng rãi dựa trênhai tiêu chí chính:

1. Nhiệt độ hình thành

2. Cấu hình khuôn và dụng cụ

Chúng ta hãy xem xét chi tiết từng phân loại.

Phân loại theo nhiệt độ hình thành

Đây là cách phân loại phổ biến nhất các quy trình rèn. Tùy thuộc vào nhiệt độ rèn, quá trình rèn được chia thành:

1. Rèn nóng

Sự định nghĩa: Thực hiện ở nhiệt độ cao, thường cao hơn nhiệt độ kết tinh lại của kim loại (khoảng 1100–1250°C đối với thép).

Thuận lợi:

• Độ dẻo cao và khả năng chống biến dạng thấp

• Cho phép các hình dạng phức tạp

• Tinh chỉnh cấu trúc hạt

• Loại bỏ độ xốp và khuyết tật

Nhược điểm:

• Sự hình thành cặn do quá trình oxy hóa

• Độ chính xác về kích thước thấp hơn rèn nguội

• Cần nhiều năng lượng hơn để sưởi ấm

Ứng dụng:

• Phụ tùng ô tô (trục khuỷu, bánh răng)

• Linh kiện máy móc hạng nặng

• Trục và mặt bích công nghiệp

2. Rèn ấm

Sự định nghĩa: Được thực hiện ở nhiệt độ trung gian (từ 500°C đến 900°C), kết hợp một số ưu điểm của rèn nóng và rèn nguội.

Thuận lợi:

• Giảm tải trọng tạo hình

• Kiểm soát kích thước được cải thiện

• Ít bị oxy hóa hơn so với rèn nóng

• Bề mặt hoàn thiện tốt hơn

Nhược điểm:

• Giới hạn ở những vật liệu cụ thể

• Yêu cầu thiết bị phức tạp hơn

Ứng dụng:

• Các thành phần truyền dẫn

• Vòng bi

• Phôi bánh răng

3. Rèn nguội

Sự định nghĩa: Thực hiện ở nhiệt độ phòng hoặc gần nhiệt độ phòng mà không cần làm nóng vật liệu.

Thuận lợi:

• Bề mặt hoàn thiện tuyệt vời

• Dung sai kích thước gần

• Làm việc cứng cải thiện sức mạnh

• Không bị oxy hóa hoặc đóng cặn

Nhược điểm:

• Yêu cầu lực tạo hình cao

• Giới hạn ở hình dạng đơn giản hơn và vật liệu mềm hơn

• Nguy cơ ứng suất dư

Ứng dụng:

• Đồ gá (bu lông, ốc vít, đinh tán)

• Trục

• Linh kiện chính xác nhỏ

Phân loại theo cấu hình khuôn

Rèn cũng có thể được phân loại dựa trên loại khuôn và thiết bị được sử dụng trong quá trình này:

1. Rèn khuôn hở (Rèn tự do)

Sự định nghĩa: Kim loại được đặt giữa các khuôn phẳng hoặc khuôn đơn giản không bao bọc hoàn toàn vật liệu.

Quá trình:

• Phôi bị biến dạng theo nhiều bước

• Người vận hành điều khiển hướng biến dạng

• Lý tưởng cho sản xuất tùy chỉnh hoặc sản xuất số lượng ít

Thuận lợi:

• Phù hợp với các hình dạng lớn và đơn giản

• Chi phí khuôn thấp hơn

• Kiểm soát tốt dòng chảy của hạt

Nhược điểm:

• Độ chính xác chiều thấp hơn

• Cần nhiều lao động có tay nghề hơn

• Có thể cần gia công thêm

Ứng dụng:

• Trục lớn, đĩa, vòng

• Linh kiện công nghiệp nặng

• Linh kiện hàng hải và phát điện

2. Rèn khuôn kín (Rèn khuôn dập)

Sự định nghĩa:Kim loại được đặt trong khoang khuôn có hình dạng giống với hình dạng mong muốn của chi tiết.

Quá trình:

• Lực áp suất cao đẩy kim loại vào khuôn

• Đèn flash thường được hình thành và sau đó được cắt tỉa

• Lý tưởng cho sản xuất khối lượng lớn

Thuận lợi:

• Các thành phần có hình dạng gần như lưới, chính xác

• Độ lặp lại và hiệu quả cao

• Cải thiện tính chất cơ học nhờ sự liên kết hạt

Nhược điểm:

• Chi phí dụng cụ cao hơn

• Giới hạn ở các bộ phận có kích thước nhỏ và trung bình

• Yêu cầu thiết bị phức tạp hơn

Ứng dụng:

• Bánh răng

• Thanh kết nối

• Linh kiện ô tô và hàng không vũ trụ

3. Rèn đảo ngược

Sự định nghĩa: Bao gồm việc tăng đường kính của một phần thanh kim loại bằng cách nén chiều dài của nó.

Quá trình:

• Thông thường được thực hiện bằng máy rèn nằm ngang

• Được sử dụng để tạo đầu trên bu lông, đinh tán và ốc vít

Thuận lợi:

• Sản xuất hiệu quả các thành phần đối xứng

• Độ bền cơ học tốt

• Tốc độ sản xuất cao

Ứng dụng:

• Bu lông

• Vít

• Trục và thân van

4. Cán vòng liền mạch

Sự định nghĩa: Một loại rèn cụ thể trong đó vòng được tạo thành từ phôi đã đục lỗ và sau đó được mở rộng bằng cách cán.

Thuận lợi:

• Định hướng hạt tuyệt vời

• Độ dày thành chính xác

• Tiết kiệm chi phí cho các vòng có đường kính lớn

Ứng dụng:

• Vòng bi

• Mặt bích

• Bánh răng và các thành phần bình chịu áp lực

Phân loại bổ sung

Trong rèn hiện đại, các quy trình cũng được phân loại theo:

a. Loại máy

• Rèn búa

• Rèn ép thủy lực

• Rèn ép trục vít

• Rèn ép cơ khí

b. Mức độ tự động hóa

• Rèn thủ công

• Rèn bán tự động

• Rèn hoàn toàn tự động

c. Loại vật liệu

• Sắt (thép cacbon, thép không gỉ)

• Kim loại màu (hợp kim nhôm, đồng, titan, niken)

Rèn so với các phương pháp tạo hình kim loại khác