Forgiatura

La forgiatura è un processo di produzione che forma il metallo utilizzando forze di compressione e un martello, nella maggior parte dei casi un martello elettrico o una matrice. Il martello emette il cosiddetto "colpo". Il processo di forgiatura viene classificato in base alla temperatura, come forgiatura a freddo, a caldo o a caldo. Quando si lavora a temperature più elevate, il metallo viene riscaldato, di solito in una fucina.

Le presse o i martelli eseguono l'attuale forgiatura industriale alimentati da aria compressa, elettricità, idraulica o vapore. Non si tratta di martelli ordinari, che hanno pesi alternativi dell'ordine di migliaia di chili. Nelle fucine d'arte, i martelli elettrici più piccoli hanno un peso alternato di 230 kg o meno, mentre le presse idrauliche sono lo standard. I martelli a vapore sono diventati per lo più obsoleti, anche se una minima parte è ancora necessaria, con il progresso di strumenti più comodi e potenti.

Sebbene oggi la forgiatura sia un'importante industria mondiale, è uno dei processi di lavorazione dei metalli più antichi che i fabbri hanno eseguito nel corso dei millenni. Tradizionalmente, la forgiatura era il processo preferito per la produzione di utensili manuali, gioielli, utensili da cucina, ferramenta e armi da taglio. A partire dalla rivoluzione industriale, il processo di forgiatura viene utilizzato ovunque sia necessaria una parte resistente, solitamente lavorata per ottenere un pezzo finito. Sebbene i pezzi forgiati siano generalmente più robusti di quelli equivalenti fusi o lavorati a macchina, sono necessari ingenti capitali per forni, macchinari, utensili, strutture e personale.

La temperatura gioca un ruolo fondamentale nella forgiatura, anche se i processi di cui sopra possono essere eseguiti a varie temperature. Sono classificati come superiori o inferiori alla temperatura di ricristallizzazione e in una delle tre categorie: a caldo, a caldo o a freddo. La forgiatura a caldo è più rapida e precisa, mentre quella a freddo comporta solitamente un indurimento del pezzo.

Tre classi principali di processi di forgiatura

Esistono tre classi principali di processi di forgiatura:

• Trafilatura significa che la lunghezza aumenta e la sezione trasversale diminuisce.
• Intagliato significa che la lunghezza diminuisce e la sezione trasversale aumenta.
• Schiacciata in stampi di compressione chiusi, il che significa che viene prodotto un flusso multidirezionale.

Scoprite tutti i sottoprocessi di forgiatura

I processi di forgiatura più comuni sono lo stampaggio automatico a caldo, il cogging, lo stampo ad impronta, lo stampo aperto, la pressatura, lo stampaggio a rulli, lo swaging e l'upsetting.

 

• Lo stampaggio a caldo automatico prevede l'introduzione di barre di acciaio di lunghezza pari a quella di un mulino (in genere 7 m) in un'estremità della macchina a temperatura ambiente, mentre i prodotti forgiati a caldo escono dall'altra estremità.
• L'ingranaggio è la deformazione successiva di una barra lungo la sua lunghezza utilizzando uno stampo aperto a caduta. L'applicazione più comune è la lavorazione di un pezzo di materiale grezzo fino allo spessore desiderato.
• La forgiatura a stampo aperto e a stampo ad impronta (detta anche a stampo chiuso) sono processi di forgiatura a goccia, il che significa che è necessario un martello sollevato e poi "calato" sul pezzo da lavorare per deformarlo secondo la forma dello stampo. Come suggeriscono i loro nomi, la differenza tra i due processi dipende dalla forma dello stampo: lo stampo aperto non racchiude completamente il pezzo da lavorare, mentre lo stampo chiuso lo racchiude.
• A differenza dell'impatto quasi immediato della forgiatura a martello, la forgiatura a pressa comporta una lenta applicazione di pressione o forza continua. La forgiatura a pressione può essere a caldo o a freddo. Il tempo in cui gli stampi sono a contatto con il pezzo è misurato in secondi, a differenza dei millisecondi della forgiatura a martello.
• La forgiatura a rullo è un processo di forgiatura che prevede la riduzione dello spessore di barre tonde o piatte e l'aumento della lunghezza.
• Lo swaging è un processo di forgiatura in cui l'operatore modifica le dimensioni di un pezzo grazie a stampi in cui il pezzo viene forzato. Solitamente considerato un processo di lavorazione a freddo, lo swaging può anche essere lavorato a caldo.
• L'inversione, detta anche forgiatura rovesciata, aumenta il diametro del pezzo comprimendone la lunghezza. È il processo di forgiatura più diffuso in base al numero di pezzi prodotti. Valvole del motore, giunti, bulloni, viti e altri elementi di fissaggio sono alcuni esempi di pezzi comuni realizzati con il processo di forgiatura a rovescio.