Rèn (khuôn hở và khuôn kín)

Cách hoạt động

1. 1

   Gia nhiệt phôi thỏi. Một phôi thỏi (đoạn thanh đã cắt) vào lò. Thép thường được nung đến khoảng 1.100–1.250 °C, cho đến khi phát sáng màu cam vàng và đủ mềm để chảy.

2. 2

   Rèn khuôn hở: ép, xoay, lặp lại. Các khuôn phẳng (khối thép đã tôi cứng) ép hoặc đập thanh nóng từng đoạn một. Một cơ cấu thao tác (tay gắp cơ khí lớn) xoay và di chuyển thanh giữa các cú đập. Từng chút một, thanh được kéo dài, dát phẳng hoặc chồn (ép ngắn lại và béo ra).

3. 3

   Rèn khuôn kín: đặt phôi thỏi. Với sản xuất hàng loạt, phôi thỏi nóng nằm trên khuôn dưới mang một nửa hình dạng chi tiết dưới dạng hốc. Khuôn trên mang nửa còn lại.

4. 4

   Đóng khuôn. Búa hoặc máy ép đẩy khuôn trên xuống trong một đến vài nhát. Kim loại chảy vào mọi góc của hốc. Phần thừa bị ép ra giữa các khuôn thành bavia (cánh mỏng kim loại thừa).

5. 5

   Cắt bavia và hoàn thiện. Máy ép cắt bavia xén đi bavia, được tái chế. Chi tiết sau đó thường được làm sạch vảy (lớp vỏ oxit sẫm), nhiệt luyện, và gia công ở nơi cần lắp ghép chính xác.

Thông số chính

Vật liệu

Thép cacbon và thép hợp kim, thép không gỉ, nhôm, titan, hợp kim đồng, siêu hợp kim niken

Chi tiết thường gặp

Trục khuỷu, thanh truyền, bánh răng, dụng cụ cầm tay, mặt bích, đĩa tuabin, trục tàu và máy phát điện

Kích thước chi tiết

Khuôn kín: từ vài gam đến hàng trăm kilôgam. Khuôn hở: đến trục và vòng nặng hơn 100 tấn

Độ chính xác

Khuôn kín: khoảng ±0,5 mm. Khuôn hở: vài milimet, sau đó gia công

Bề mặt hoàn thiện

Vỏ thô, có vảy; được làm sạch bằng phun bi, các mặt quan trọng được gia công

Số lượng phù hợp

Khuôn hở: từ đơn chiếc đến vài chục. Khuôn kín: hàng nghìn đến hàng triệu

Chi phí khuôn dụng cụ và máy

Bộ khuôn kín: hàng nghìn đến hàng chục nghìn đô la. Máy ép và búa lớn: hàng triệu

Tốc độ

Khuôn kín: vài giây đến khoảng một phút mỗi chi tiết. Khuôn hở: vài phút đến vài giờ mỗi chi tiết, kèm nung lại

Ưu điểm và hạn chế

Ứng dụng

• Ô tôTrục khuỷu, thanh truyền, bánh răng, ngõng lái, moay-ơ bánh xe
• Hàng không vũ trụDầm càng đáp, đĩa tuabin, giá đỡ động cơ, phụ kiện cánh
• Năng lượngTrục máy phát và tuabin, vòng bình chịu áp, thân van, mặt bích tuabin gió
• Dụng cụ và đồ ngũ kimCờ lê, búa, kìm, đục
• Dầu khí và khai khoángThân mũi khoan, mặt bích ống, móc nặng, mắt xích

Cách nhận biết

• Một dải mỏng quanh chi tiết nơi bavia được cắt, thường hơi thô hoặc được mài (đường phân khuôn).
• Mép tròn và thành nghiêng nhẹ (độ vát, độ côn nhẹ giúp chi tiết rời khuôn).
• Vỏ sẫm hoặc mờ, hơi rỗ ở vùng chưa gia công, chỉ có mặt gia công sáng ở nơi các chi tiết lắp vào nhau.
• Chữ hoặc số hiệu chi tiết nổi, sao chép từ dấu khắc trong khuôn.

So sánh với

Xem video

Forging 101: The Forging Process & Open Die Forgings

Scot Forge Company · Cách xưởng rèn gia nhiệt, ép và xoay kim loại trong khuôn hở

Compare Open die forging, Closed die forging, Press forging, Drop forging | Manufacturing Processes

Shubham Kola · Các loại rèn chính được giải thích cạnh nhau

Forged Crankshaft Manufacturing Process

CFS Forge · Một trục khuỷu được rèn trong khuôn kín, rồi cắt bavia

13000 Ton large open die forging press

HBEPRESS · Quy mô đồ sộ của rèn khuôn hở trên một thỏi nóng rực

Xem ảnh thật

• Wikipedia: Rèn — ảnh búa, máy ép và vật rèn nóng
• Tìm ảnh trên Wikimedia Commons