در صنعت، فـورج (Forge) به معنای کوره آهنگری، آهنگری کردن و کوبیدن است. عمل فورج نیز تکنیکی است که در آن فلزات با استفاده از نیروی فشاری متمرکز، به شکل و فرم مورد نظر تبدیل می شوند. این روش یکی از مهمترین روش های فلزکاری در صنعت تولید مقاطع فلزی، به ویژه در صنایع آهن و فولاد است. نیروهای فشاری با استفاده از چکش یا پتک، پرس و غلتک بر قطعه فلزی وارد می‌شود.
برای انجام عملیات فـورج، قطعه اولیه را که لقمه نامیده می‌شود در میان دو نیمه قالب قرار داده و نیروی بسیار زیادی به صورت آهسته و یا ضربه ای به آن اعمال می‌گردد. با این شرایط قطعه گداخته شده درون قالب، شکل آن را به خود گرفته و مواد اضافی آن در حفره فلاش جمع می‌شوند. این مواد اضافی که دور ریز فورج نام دارند، در انتها از قطعه جدا می‌شوند.
فـورج کاری یا فورجینگ با روش‌های مختلفی انجام می‌شود که این روش‌ها را بر اساس عوامل گوناگونی دسته بندی می‌نمایند.
محصولات فـورج نیز با توجه به نوع آهنگری که در مراحل تولید آن‌ها به کار رفته است از ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی برخورداراند.
فلزات متداول برای فورجینگ عبارتند از:
- فولاد
- فولاد زنگ نزن
- آلومینیوم
- تیتانیوم
- برنج
- مس
- کبالت
- نیکل
- مولیبدن
مراحل فرآیند فورجینگ (آهنگری)
روش های گوناگونی برای عملیات فورجینگ وجود دارد؛ بسته به نوع فلز یکی از فرآیندهای فورجینگ مورد استفاده قرار می گیرد. عملیات فورجینگ را تقریبا روی هر فلزی می توان انجام داد.
- آماده سازی اولیه و تمیزکاری
- حرارت دادن قطعه کار (آهنگری داغ)
- پوسته زدایی در صورت لزوم
- پیش گرم کردن و روغن کاری قالب ها (آهنگری داغ)
- آهنگری در قالب های مناسب و با توالی صحیح
- برداشتن ماده اضافی (پلیسه یا فلش)
- تمیزکاری
- کنترل ابعادی
- کم کردن ابعاد در صورت لزوم
- ماشین کاری برای رسیدن به ابعاد نهایی
- عملیات حرارتی در صورت لزوم
- بازرسی و کنترل کیفیت
فورجینگ (Forging)
آهنگری یا فورجینگ فرآیندی شامل ضربه و فشرده سازی فلز است. فلزات سخت و سنگین قبل از فورجینگ نیاز به عملیات حرارتی دارند؛ اما فلزات نرم تر مانند آلومینیوم، برنج و مس را می توان به صورت سرد آهنگری کرد. صرف نظر از گرم یا سرد بودن روش، فرآیند فورجینگ شامل استفاده از یک نیروی زیاد با استفاده از پتک، قالب یا وزنه سنگین است.
آنیل کردن (Annealing)
برای افزایش انعطاف پذیری و کاهش سختی فلز، آنیل کاری انجام می شود که بخش مهمی از فرآیند فورجینگ است. در نتیجه کارپذیری آن بیشتر می شود. در فرآیند آنیل، فلز تا دمایی بالاتر از دمای تبلور گرم می شود و برای مدتی در آن دما باقی می ماند. سرعت سرد کردن فلز پس از آنیل به نوع فلز و ویژگی های آن بستگی دارد.
شکل دادن (Shaping)
زمانی که فلز به اندازه کافی منعطف و قابل شکل دهی شد؛ تحت تنش های گوناگون برای رسیدن به شکل مورد نظر قرار می گیرد. این روش ها عبارت اند از:
- چکش کاری (hammering)
- آسیاب کردن (grinding)
- قالب گیری (molding)
- فشرده سازی (compressing)
- خم کاری (bending)
افزایش سختی قطعه (Hardening) در اثر شکل دادن میزان سختی قطعه فورج شده، بستگی به فرآیند آن دارد. قطعه تولیدشده به روش فورجینگ سرد، معمولا سختی بالاتری از قطعات فورج گرم دارد. در فرآیند فورجینگ، قطعه فلزی فشرده می شود، تغییر شکل می دهد و ساختار دانه بندی در جهت تغییر شکل قطعه، تغییر می کند. این فرآیند منجر به مقاومت در برابر خستگی و بهبود خواص مکانیکی آن می شود. همان طور که در شکل زیر مشاهده می کنید، جهت دانه ها برای قطعات فورجینگ با شکل قطعه مطابقت دارد. این ویژگی استحکام و مقاومت قطعه را در برابر خستگی افزایش می دهد.
