Métodos de fabricação de peças forjadas de titânio (comparação de custos de diferentes métodos)

As peças forjadas de titânio estão se tornando cada vez mais populares no campo da fabricação industrial e de alta tecnologia devido às suas vantagens, como alta resistência, baixa densidade e resistência à corrosão, tornando-as o material preferido para muitas peças importantes. No entanto, fabricar peças forjadas de titânio não é simples. Envolve uma variedade de processos complexos, cada um com suas próprias vantagens, desvantagens e fatores de custo. Neste artigo, apresentarei vários métodos comuns para a fabricação de peças forjadas de titânio e compararei seus custos, na esperança de ajudar todos a entender melhor esse campo.

1. Visão geral dos métodos de fabricação

1) Forjamento grátis

As ferramentas e equipamentos são simples, versáteis e de baixo custo.

Os forjados possuem formatos simples e operações flexíveis, mas baixa precisão, grandes tolerâncias de usinagem e não conseguem obter formatos mais complexos.

2) Forjamento em matriz aberta

O metal se deforma e flui em uma cavidade da matriz não completamente restrita, e a matriz possui uma ranhura para acomodar o excesso de metal.

O custo da matriz é relativamente alto, mas a eficiência da produção é alta e é adequada para produção em massa.

3) Forjamento em matriz fechada

No forjamento em matriz sem flash, a lacuna entre a matriz superior e a matriz inferior permanece inalterada e o tarugo é formado em uma cavidade da matriz fechada em todos os lados.

A taxa de utilização do material é alta, mas o projeto e a fabricação do molde são complexos e o custo é alto.

4) Forjamento de matriz de extrusão

Vários anéis de titânio podem ser fabricados para obter peças forjadas com alta precisão dimensional geométrica e estrutura interna mais densa.

Os custos de equipamentos e moldes são altos, mas a qualidade do forjamento é alta.

5) Forjamento multidirecional

É realizado em uma máquina de forjamento multidirecional, e o controle deslizante atua sobre a peça alternadamente nas direções vertical e horizontal.

O equipamento é complexo e o custo alto, mas é adequado para a produção de peças forjadas de formatos complexos.

6) Forjamento parcial

A torta de titânio é processada seção por seção e uma parte é processada de cada vez. A tonelagem necessária do equipamento pode ser muito pequena.

O processo de processamento é complicado, mas grandes peças forjadas integrais podem ser forjadas.

7) Forjamento com matriz isotérmica

Durante o processo de forjamento, a temperatura da matriz e da peça bruta é mantida consistente.

Os requisitos de equipamento e molde são altos e é necessário um sistema de aquecimento e controle de temperatura, mas a qualidade do forjamento é alta e o custo de processamento subsequente é reduzido.

 

2. Comparação de custos

1) Custo da matéria-prima: O próprio material de titânio é relativamente caro e é o principal e comum componente de custo de todos os métodos de produção.

2) Custo da matriz:

O forjamento livre não requer matriz, portanto o custo da matriz é zero.

Forjamento em matriz aberta, forjamento em matriz fechada, forjamento em matriz de extrusão, forjamento em matriz multidirecional e forjamento em matriz parcial, todos exigem uma matriz, e o projeto da matriz e os custos de fabricação variam de acordo com a complexidade e o tamanho da matriz. Entre eles, o custo da matriz de forjamento em matriz fechada e forjamento em matriz multidirecional é geralmente mais alto.

A matriz de forjamento isotérmico não requer apenas uma fabricação de alta precisão, mas também um sistema de aquecimento e controle de temperatura, de modo que o custo da matriz é o mais alto.

3) Custo do equipamento:

O equipamento necessário para o forjamento livre é simples e o custo é baixo.

O forjamento em matriz e o forjamento em matriz de extrusão exigem equipamentos e matrizes de forjamento profissionais, e o custo do equipamento é alto.

O equipamento da máquina de forjamento multidirecional é complexo e o custo é o mais alto.

Embora a tonelagem do equipamento necessário para o forjamento parcial possa ser muito pequena, o equipamento em si ainda requer um certo investimento.

O forjamento em matriz isotérmica requer um sistema de aquecimento e controle de temperatura, e o custo do equipamento é relativamente alto.

4) Custo trabalhista:

O forjamento livre requer um alto nível técnico do forjador e alta intensidade de mão de obra, portanto o custo da mão de obra é alto.

O custo de mão de obra de métodos com alto grau de automação, como forjamento em matriz e forjamento em matriz de extrusão, é relativamente baixo.

Embora o forjamento multidirecional e o forjamento parcial tenham equipamentos complexos, a operação é relativamente simples e o custo de mão de obra é moderado.

O forjamento em matriz isotérmica também requer altas habilidades dos operadores, mas o custo da mão de obra ainda é inferior ao do forjamento livre.

5) Custos de processamento subsequentes:

Os forjados livres têm baixa precisão, grande margem de processamento e altos custos de processamento subsequentes.

As peças forjadas e as peças forjadas por extrusão têm alta precisão e custos de processamento subsequentes relativamente baixos.

O forjamento em matriz multidirecional e o forjamento em matriz parcial têm formatos complexos, mas alta precisão e custos moderados de processamento subsequente.

As peças forjadas com matriz isotérmica têm alta qualidade e os menores custos de processamento subsequente.

 

Existe uma estreita relação entre o processo de fabricação e o custo das peças forjadas de titânio. Na seleção real, além de considerar as características e requisitos de aplicação do material, também é necessário equilibrar as vantagens e desvantagens dos diversos processos para obter o efeito de produção mais adequado.

 

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