Forjare la cald

Forjare la cald, unde piesa de prelucrat este încălzită până la aproximativ 75% din temperatura sa de topire. Pe măsură ce temperatura piesei de prelucrat, înainte de forjare, se apropie de temperatura de topire, efortul de curgere și energia necesară pentru formarea materialului scade. Prin urmare, rata de deformare sau rata de producție poate fi crescută. Aceasta este o abordare mai costisitoare a forjarii metalelor și poate fi dăunătoare, ducând la defectarea matriței din cauza tensiunilor termice.
Forjarea la cald, denumită și forjare prin picătură, este un proces care poate fi utilizat pentru a produce o mare varietate de piese în majoritatea metalelor. În general, forjarea este procesul de formare și modelare a metalelor prin folosirea ciocanului, presare sau laminare. Piesele forjate sunt produse în dimensiuni care variază de la dimensiunea maximă de câțiva milimetri până la 3 m sau mai mult în unele cazuri.

Principiile și practicile forjarii la cald au fost stabilite încă din secolul trecut, dar, evident, au fost aduse îmbunătățiri în ceea ce privește echipamentele, lubrifianții și capacitatea de a procesa materialele mai greu de forjat de atunci.
Forjarea la cald este o deformare plastică a metalului la o temperatură și o viteză de deformare astfel încât recristalizarea are loc simultan cu deformarea, evitând astfel întărirea prin deformare. Pentru ca acest lucru să se întâmple, trebuie atinsă o temperatură ridicată a piesei de prelucrat (care se potrivește cu temperatura de recristalizare a metalului) pe tot parcursul procesului.

O formă de forjare la cald este forjarea izotermă, în care materialele și matrițele sunt încălzite la aceeași temperatură. În aproape toate cazurile, forjarea izotermă este efectuată pe superaliaje într-un vid sau atmosferă foarte controlată pentru a preveni oxidarea.
Deoarece metalul este fierbinte, este ușor să îl mutați, permițând forme mai elaborate decât forjarea la rece. Forjarea la cald este comună pentru metalele mai dure, cum ar fi oțelul, care ar fi dificil de modelat la rece. Procesul începe cu un lingou turnat, care este încălzit la temperatura de deformare plastică, apoi forjat între matrițe la forma și dimensiunea dorite. În timpul acestui proces de forjare, structura turnată, cu granule grosiere, este ruptă și înlocuită cu granule mai fine, obținute prin reducerea dimensiunii lingoului.
În funcție de metal și de gradul în care a fost încălzit, procesul de forjare în sine ar putea fi suficient pentru temperarea sau întărirea materialului. De obicei, produsul este tratat termic suplimentar după ce este forjat la cald.

Un factor de diferențiere major în forjare este temperatura taglelor la începutul procesului. În cazul forjarii la cald, taglele sunt încălzite la o temperatură la care au loc procesele de recristalizare în timpul forjarii. Astfel, nu are loc întărirea prin deformare a materialului în timpul forjarii, oferindu-i o formabilitate aproape nelimitată.
Materialele din oțel sunt de obicei încălzite până la o temperatură de pornire de aprox. 1.200 °C. Maple realizează forjare cu matriță închisă în care matrițele generează conturul dorit al piesei în mai multe etape.