در ابتدا این مقاله می خواهیم به تعریف و مزایای ریخته گری و فورج بپردازیم و در آخر به تفاوت اصلی این دو مقوله با توجه به این تعاریف خواهیم پرداخت.
فورج چیست؟
آهنگری (Forging) کار بر فلز توسط پتک کاری یا پرس کاری و در آوردن آن به یک شکل مفید است. در این فرایند نیروهای بزرگی به کار گرفته می شود و لوازم کار اغلب بسیار سنگین هستند. در روش فورج، قطعه ی اولیه که لقمه نامیده می شود در میان دو نیمه ی قالب قرار می گیرد و نیرویی زیاد به صورت آرام و گاهی ضربه ای به آن وارد می شود. به این ترتیب قطعه ی گداخته در محیط قالب، شکل و فرم داخل قالب را به خود می گیرد و فلز اضافی به حفره ی فلاش وارد می شود که بعدا از قطعه جدا می شود و دور ریز قطعه ی فورج شده محسوب می گردد.
پروسه ی فورج معمولا به صورت گرم انجام می گیرد و هر فلزی میزان حرارت مشخصی برای فورج شدن دارد. در روش فورج قطعه ی گداخته شده در کوره که به حرارت مشخص رسیده باشد را در قالب می گذارند که بر اثر فشار، فرم قالب را به خود بگیرد. قطعات فورج شده نسبت به روش های دیگر تولیدی از استحکام و خواص مکانیکی عالی تری برخوردار می باشند. اکثر فلزات، قابلیت آهنگری و فورج شدن را دارا هستند. فلزاتی مانند فولادهای آلیاژی و فولادهای کربنی و آلومینیوم و آلیاژهای آن، برنج، مس و آلیاژهای آن ها و… برای فورج مناسب می باشند. قالب های فورج برای فرم دهی و شکل دهی فلزات در تولید انبوه استفاده می شود که گاهی با حرارت دهی قطعات کار و گاهی بدون حرارت دهی صورت می گیرد.
مزایا و معایب فورج یا آهنگری صنعتی
آهنگری صنعتی قطعاتی با مقاومت بالا در برابر خستگی و ضربه تولید می کند. روش تولید فورج در مقایسه با سایر روش های تولید قطعه از مزیت های قابل توجهی برخوردار است. به طور مثال این روش در مقایسه با روش ماشین کاری اتلاف ماده کمتری دارد و یا در مقایسه به ریخته‌گری و جوشکاری به دلیل نداشتن حفره‌های گازی خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب‌تری دارد. از جمله معایب این روش می توان به کیفیت سطحی پایین، ترک سطحی، ترک در پلیسه، لبه سرد و مواد زائد اشاره کرد. همچنین تمام فلزات قابلیت آهنگری صنعتی را ندارند. به طور مثال چدن به دلیل تردی و شکننده‌بودن در تولید قطعه با روش تولید فورج گزینه مناسبی نیست.
ریخته گری چیست؟
در صنعت برای ساخت قطعات، روش‌های مختلفی همانند ریخته گری در نظر گرفته شده. معمولا بعد از ساخت قطعات با این فرایندها، یکسری عملیات دیگر، مثل ماشینکاری بر روی آنها انجام می‌شود تا به ابعاد و ظاهر دلخواه برسند. ریخته‌گری را می‌توان یک فرایند مهم و کاربردی در ساخت، از هزاران سال قبل دانست. این روش قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای تولید قطعات صنعتی است.
ریخته‌گری در حال حاضر نیز از بهترین روش های ساخت و تولید قطعات صنعتی بشمار می رود، هنوز هم بیش از ۵۰ درصد قطعات انواع ماشین آلات صنعتی با این روش تهیه می شوند. فلزاتی که نمی‌توان آن ها را به راحتی از رو ش های دیگر شکل‌دهی ساخت، یا خاصیت چکش‌خواری کمی دارند و نیز قطعاتی که دارای شکل‌های پیچیده هستند به روش ریخته‌گری تولید می‌شوند. به‌طور کلی در این فرایند، ابتدا مدلی از قطعه مورد نظر تهیه شده و سپس بر اساس مدل قالب ساخته می‌شود. در مرحله بعدی مذاب ریزی درون قالب انجام می‌شود و در انتهای کار در صورت نیاز قطعه پلیس هگیری و پرداخت نهایی می‌شود.
مزایا و معایب ریخته گری
- قابلیت ساخت اشکال پیچیده
- قابلیت ساخت ابعاد داخلی و خارجی قطعه
معایب و محدودیت های ریخته گری
- ایجاد محدودیت در خواص مکانیکی قطعه
- دقت ابعادی کم و سطوح نهایی نامناسب در برخی از روش های ریخته گری مانند ریخته گری ماسه ای
- خطرات ایمنی کار با مواد مذاب
- مشکلات زیست محیطی و مصرف انرژی
ریخته گری و فورج چه تفاوتی باهم دارند؟
حال که با مفهوم فورج و ریخته گری آشنا شدیم، می خواهیم به تفاوت های بین این دو روش بپردازیم. روش فورج فرایندی کاملاً متفاوت با ریخته گری است زیرا در ریخته گری، فلز تا دمای ذوب حرارت داده شده و در حالت مذاب داخل قالب ریخته و شکل نهایی فلز تشکیل می شود، اما در روش فورج قطعه جامد به خاطر وجود انرژی حرارتی، حالت قالب را در همان حالت جامد به خود می گیرد. همچنین از نظر کاربردی همان طور که قبل تر در توضیح هر کدام ذکر کردیم، فرایند ریخته گری برای:
- قطعات بسیار پیچیده
- قطعات بسیار بزرگ
- قطعات دارای حفره داخلی
- قطعات با آلیاژهای خاص
استفاده می شود و روش فورج برای:
- قطعات با استحکام و مقاومت بالا
- قطعات در معرض فشار زیاد
- قسمت هایی که وجود تخلخل و تشکیل حفره ها قابل قبول نیست
- قطعات مکانیکی قوی بدون استفاده از آلیاژهای گران قیمت کاربرد دارد.
