آهنگری چیست؟ مراحل و کاربرد

به طور کلی انسان از گذشته تا به حال در تلاش برای استفاده مناسبی از عناصر طبیعی مانند آهن، مس و ... بوده است. این مواد از جمله مهم ترین عناصری هستند که تا به حال کشف شده اند؛ زیرا کاربردهای بسیاری را هم به صورت خام و هم در ترکیب با سایر عناصر در صنایع به خود اختصاص می دهند.

حال برای استفاده از این عناصر، یکی از برترین فنون هایی که به کار برده شده است، آهنگری نامیده می شود که در جهت تغییر شکل و استفاده بهتر از این عناصر انجام می گیرد. آهنگری روش های مختلفی نیز دارد که سبب تغییر در کیفیت و قیمت محصولات نهایی نیز خواهد شد. با این حال در ادامه مطلب به بررسی چیستی آهنگری، مراحل و کاربرد های آن پرداخته ایم.

چیستی آهنگری

آهنگری که در انگلیسی با نام های blacksmithing یا forging شناخته می شود، یکی از فنون قدیمی حرفه ای در جهت تغییر شکل ظاهری و ساختار درونی آهن و سایر فلزات است. این فرآیند سبب تولید محصولات مختلف با ساختار و قابلیت های بهتری خواهد شد. البته برای انجام عملیات آهنگری، فشار، نوع ابزار ضربه، حرفه بودن شخص آهنگر و تغییرات دمای فلز بسیار اثرگذار می باشد.

انجام دادن آهنگری نیازمند استفاده از یک سری ابزار می باشد که مهم ترین آن ها شامل دو ابزار چکش و سندان هستند. این ابزارها بسیار قدیمی بوده و در گذشته و زمان حال بسیار در این عملیات مورد استفاده قرار می گرفتند.

از سوی دیگر همان طور که می دانید آهنگری نیز مانند حرفه های دیگر پیشرفت کرده است و امروزه جنبه علمی بسیار بالایی برای آن وجود دارد، اما نقش مدرنیته در آهنگری چیست؟ این موضوعی است که در ادامه به بررسی آن می پردازیم. با این حال بهتر است بدانید بخش زیادی از خواص و تغییراتی که در آهن به وجود می آید، بسته به فشار و ضربه ای دارد که توسط آهنگر و چکش به وجود می آید. امروزه دستگاه های مدرن در تکنولوی استفاده از آهن وارد شده اند که سبب آسان تر شدن فرآیند آهنگری شده اند. چکش های مکانیکی و دستگاه های پرس از جمله این دستگاه ها به شمار می آیند.

تاریخچه آهنگری

در مورد تاریخچه آهنگری می توانیم به مواردی اشاره کنیم که از گذشته برای دنیای امروز باقی مانده اند، مانند ظروف و ابزارهایی که مربوط به مناطق باستانی از جمله سیلک، شهر سوخته و تپه اشرف اصفهان هستند. اکثر این مواد از جنس برنز یا مس می باشند. همان طور که می دانید مس نیز از جمله اولین عناصر کشف شده توسط انسان می باشد؛ به همین علت این دوره با نام عصر مس نیز شناخته می شود. از سوی دیگر در عصر مس و سایر عناصری مانند برنز و مس، فرآیند ذوب فلزات نیز کشف شد و گام دیگری در حوزه آهنگری برداشته شد.

در نتیجه تحول بسیار بزرگی در زمینه آهنگری و استفاده از آلیاژهای زمینی برای بشر ایجاد شد تا زمانی که او توانست به وسیله این فرآیند، بسیاری از ابزار آلات کشاورزی، جنگی و فلزی مورد نیاز خود را در آن زمان تولید کند. با این حال طی هزاران سال دیگری که گذشت، پیشرفت های بسیاری در صنعت آهنگری انجام شد و امروزه از دستگاه هایی در جهت انجام این فرآیند استفاده می کنند که به وسیله نیروهای برقی یا هیدرولیکی عمل می کنند.

فرآیند انجام عملیات آهنگری

به صورت کلی باید گفت مراحل انجام فرآیند آهنگری شامل تغییر دما و اعمال فشار بر روی فلزات می باشد که سبب حذف یا کاهش ناخالصی های آن ها خواهد شد. از سوی دیگر با آهنگری می توان میزان آخال های فلزات را نیز کاهش داد. همچنین آهنگری مزیت های دیگری نیز دارد که از جمله آن ها می توان به منظم تر شدن ساختار ریزدانه های فلز نهایی اشاره کرد. این ویژگی به تنهایی نیز سبب توزیع یکنواخت بارهای احتمالی بر روی سطح مقطع کل محصول و افزایش مقاومت آن به خصوص در برابر نیروها و فشارهای خارجی خواهد شد.

البته باید گفت در برخی فلزات فرآیند آهنگری بسیار بیشتر قابلیت انجام دارد که از جمله آن ها آهن، مس و فولاد در اولویت هستند. این موضوع بسته به نسبت کربن به خصوص در آلیاژهای کربنی دارد که سبب شکل پذیری کمتر در آن ها و افزایش شکنندگی خواهد شد. آهنگری به روش های مختلفی نیز انجام می گیرد که در ادامه به شرح هر کدام به صورت جداگانه پرداخته ایم.

آهنگری قالب بسته  (Closed-die forging)

در این روش آهنگری، فلز یا ماده مورد نظر ابتدا حرارت دیده و در یک قالبی که به سندان متصل شده است قرار می گیرد. در مرحله بعدی یک چکش مکانیکی با سرعت و فشار بالا در فاصله های کوتاه مدت بر سطح فلز زده می شود تا زمانی که فلز به شکل مد نظر آهنگر برسد. بخشی از فلز نیز که زائد به شمار می آید، حذف می گردد. به طور معمول این روش برای تولید قطعاتی با وزن بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

قالب باز  (Open-die forging)

در این روش بر خلاف آهنگری قالب بسته، فلز در قالب محصور نمی شود و تنها بخش هایی که در تماس با قالب هستند، محدود می گردند. این روش نیز سبب بهبود ریزساختارهای فلز، مقاومت در برابر خستگی و استحکام بیشتر آن خواهد شد. از این روش برای محصولات فلزی بزرگ و ساده استفاده می کنند.

غلطکی  (Roll forging)

در آهنگری غلطکی از یک سری استوانه استفاده می کنند که با اعمال فشار بر روی قطعات سبب تغییر شکل در آن ها می شوند. فرآیندهای نورد گرم و سرد از جمله روش های آهنگری غلطکی به شمار می آیند که سبب کاهش سطح مقطع، ضخامت و افزایش طول اسلب ها می شوند.

پرسی  (Press forging)

آهنگری پرسی نیز شامل ایجاد فشار مشخص به صورت ممتد به فلز گرم شده می باشد که امکان کنترل فشار و حرکت قالب را فراهم خواهد کرد. از این روش برای تجهیزات کارگاهی و صنعتی با حجم بالا استفاده می کنند.

کله زنی  (Upset forging)

آهنگری کله زنی به وسیله نوعی پرس میل لنگی انجام گرفته و سبب ایجاد فشار بر روی قطعات، کاهش ضخامت و افزایش طول آن ها خواهند شد. تولید حداقل ضایعات و سرعت بالا از مزیت های این نوع آهنگری می باشد.

اتوماتیک  (Automatic hot forging)

همان طور که از نام این روش پیداست، آهنگری اتوماتیک به وسیله ابزارهای اتوماتیک انجام می گیرد. در این روش فلز در دمای محیط وارد دستگاه مخصوص شده و پس از تغییر دما و اعمال فرآیند آهنگری، محصول نهایی خارج می گردد. این شیوه نیز سبب کاهش ضایعات و سرعت بالا خواهد شد.

هم دما  (Isothermal forging)

در نهایت آهنگری هم دما به وسیله ماشین های کوچک تر انجام می گیرد که سبب افزایش دمای قالب و فلز تا میزان مشخص و مشترک خواهند شد. کاهش اتلاف انرژی از دیگر مزیت های این شیوه به شمار می آید.

کاربرد آهنگری در صنایع

به صورت کلی آهنگری در روش های مختلف به خصوص برای شکل دهی فلزات در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. با این وجود می توان گفت کاربردهای گسترده ای به خصوص در زمینه آهن و فولاد دارد. با این وجود برخی از مصارف آن شامل موارد زیر هستند:

• ساخت و ساز (سازه ساختمان، درب و پنجره فلزی، نرده و حفاظ فرفورژه، قفسه سازی و …)
• ساخت انواع آلاچیق، سایه بان، نردبان، تراس و …
• تولید انواع مقاطع تخت، گرد، منحنی و ... آهنی، فولادی، مسی و ...
• تولید ابزارآلات
• ساخت ظروف مسی، برنزی و ...
• تولید دیوار جدا کننده و سقف کاذب

  برای اطلاع از قیمت ورق st52 به دسته بندی مربوطه مراجعه نمائید.

جمع بندی

در نهایت می توان گفت آهنگری یکی از قدیمی ترین و در عین حال پرکاربردترین روش ها برای ساخت ابزار آلات و تجهیزات آهنی، مسی، فولادی و ... مختلف می باشد. از این رو روش های مختلفی داشته که از گذشته تا به حال تغییرات زیادی در هر کدام انجام گرفته است. همچنین هر صنعت با توجه به نیازهایی که در نهایت دارد، از یک روش جهت شکل دهی و تغییرات ساختاری مواد اولیه خود برای آهنگری استفاده می کند. برخی از افراد آهنگری را با متالورژی اشتباه می گیرند که در این مورد نیز باید گفت متالورژی تنها علم شناخت و انجام عملیات بر روی مواد و عناصر آن ها می باشد.