Stampo per forgiatura a caldo: una guida approfondita

Introduzione allo stampaggio a caldo

La forgiatura a caldo è un processo di produzione in cui il metallo viene modellato applicando calore e pressione a un pezzo.È comunemente usato per produrre componenti con elevata resistenza e precisione, come parti automobilistiche, componenti aerospaziali e macchinari industriali.

Uno degli elementi critici nel processo di forgiatura a caldo è lo stampo di forgiatura a caldo.In questa guida, esploreremo in dettaglio lo stampo per forgiatura a caldo, inclusi tipi, materiali, considerazioni sulla progettazione, processo di produzione e manutenzione.

Tipi di stampi per forgiatura a caldo

Gli stampi per forgiatura a caldo possono essere classificati in diversi tipi in base alle loro applicazioni e design.I tipi più comuni di stampi per forgiatura a caldo includono:

1. Stampi per forgiatura a stampo aperto: Questi muore sono utilizzati nella forgiatura a stampo aperto, dove il pezzo viene martellato tra stampi piatti o leggermente curvi.La forgiatura a stampo aperto viene tipicamente impiegata per parti grandi e non simmetriche, come alberi, blocchi e anelli.

2. Stampi per forgiatura a stampo chiuso: gli stampi per forgiatura a stampo chiuso, noti anche come stampi per impronte, vengono utilizzati quando il pezzo viene modellato all'interno di una cavità chiusa.Gli stampi hanno la forma desiderata del prodotto finale e vengono utilizzati per deformare il metallo in quella forma.La forgiatura a stampo chiuso è comunemente utilizzata per produrre parti complesse con elevata precisione dimensionale.

3. Matrici di estrusione: le matrici di estrusione vengono utilizzate nel processo di estrusione a caldo, in cui una billetta riscaldata viene forzata attraverso una matrice per produrre profili lunghi e continui.Le matrici di estrusione sono spesso utilizzate nella produzione di barre, tubi e altre forme allungate.

4. Stampi di forgiatura ribaltati: Gli stampi di forgiatura ribaltati sono progettati per produrre parti forgiate aumentando il diametro di un pezzo cilindrico.Gli stampi esercitano una pressione sulle estremità del pezzo, facendolo espandere e formando la forma desiderata.

Materiali per stampi per forgiatura a caldo

Gli stampi per forgiatura a caldo sono soggetti a condizioni estreme di calore, pressione e cicli termici ripetuti.Pertanto, devono essere realizzati con materiali che mostrino un'eccellente resistenza alla fatica termica, all'usura e alla deformazione.La selezione del materiale dello stampo dipende da vari fattori, tra cui il tipo di processo di forgiatura, il materiale del pezzo e la durata desiderata dello stampo.Alcuni materiali comunemente usati per gli stampi per forgiatura a caldo includono:

1. Acciai per utensili: gli acciai per utensili come H13, H11 e D2 sono ampiamente utilizzati per stampi per forgiatura a caldo grazie alla loro eccellente combinazione di resistenza alle alte temperature, tenacità e resistenza all'usura.

2. Acciai ad alta velocità: gli acciai ad alta velocità come M2 e M42 sono preferiti per i materiali degli stampi che richiedono un'elevata resistenza all'usura e la capacità di resistere a temperature di esercizio elevate.

3. Acciai da metallurgia delle polveri: gli acciai da metallurgia delle polveri (PM), come ASP23 e Vanadis 4 Extra, offrono resistenza all'usura, tenacità e stabilità termica superiori rispetto agli acciai per utensili convenzionali.

4. Materiali in metallo duro: i carburi cementati, come i compositi in carburo di tungsteno (WC) e in carburo di titanio (TiC), vengono utilizzati nei casi in cui è richiesta un'estrema resistenza all'usura.Gli inserti in metallo duro possono essere brasati o bloccati meccanicamente su un substrato dello stampo.

Considerazioni sulla progettazione dello stampo

La progettazione degli stampi per forgiatura a caldo svolge un ruolo cruciale nel raggiungimento della forma del pezzo desiderata, della precisione dimensionale e della durata dell'utensile.Alcune considerazioni chiave sulla progettazione degli stampi per forgiatura a caldo sono le seguenti:

1. Linea di giunzione e angolo di sformo: la linea di giunzione deve essere attentamente progettata per facilitare la facile rimozione della parte forgiata dallo stampo.Dovrebbero essere previsti angoli di sformo appropriati per consentire una facile espulsione del pezzo dalla cavità dello stampo.

2. Raggio di raccordo: gli spigoli e gli spigoli vivi dovrebbero essere evitati nella progettazione dello stampo per ridurre al minimo la concentrazione delle sollecitazioni e il rischio di rotture.