As engrenagens forjadas são fabricadas primeiro produzindo uma peça bruta de engrenagem por meio de um processo de forjamento e depois submetendo-a à usinagem de precisão para obter o produto final. Em comparação com engrenagens formadas diretamente por fundição ou usinagem, as engrenagens forjadas oferecem resistência e durabilidade superiores, tornando-as ideais para sistemas de transmissão mecânica de-carga pesada e alta-precisão. O fluxo de trabalho de fabricação principal inclui preparação de matéria-prima, aquecimento e forjamento, usinagem de desbaste, tratamento térmico e usinagem de acabamento.
Matérias-primas
As engrenagens forjadas normalmente utilizam tarugos de liga de aço ou aço carbono (como 20CrMo ou 42CrMo); o material escolhido deve possuir boa tenacidade e forjabilidade. Antes da produção, os tarugos passam por inspeções quanto à composição química, propriedades mecânicas e defeitos superficiais para garantir a ausência de trincas, inclusões ou porosidade.
Aquecimento e Forjamento
O tarugo de aço é aquecido a uma temperatura de forjamento apropriada (geralmente 1100–1250 graus) para aumentar a plasticidade da conformação. As engrenagens forjadas podem ser produzidas usando processos de forjamento ou extrusão a quente. No forjamento em matriz, o tarugo é gradualmente moldado no perfil da engrenagem por meio de estampagem repetida dentro de uma matriz, garantindo uma estrutura de grão densa e contínua na raiz, ponta e flanco do dente. O forjamento garante consistência dimensional e alto desempenho mecânico para a peça bruta da engrenagem.
Usinagem Desbaste
Após o forjamento, a peça bruta da engrenagem passa por torneamento, fresamento ou mandrilamento para remover o excesso de material e estabelecer um perfil preciso antes do tratamento térmico. O tratamento térmico subsequente-que pode incluir têmpera e revenimento ou cementação-é realizado para melhorar a dureza, a resistência, a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga da engrenagem, permitindo que ela suporte altas-cargas e condições operacionais de alta-velocidade.
Acabamento de usinagem
Após o tratamento térmico, a engrenagem passa por processos de acabamento, como retificação, fresagem ou raspagem, para garantir que o perfil do dente, o passo, a coaxialidade e a rugosidade da superfície atendam às especificações do projeto. As engrenagens forjadas acabadas superam as engrenagens produzidas por usinagem direta ou fundição em termos de eficiência de transmissão, capacidade-de carga e vida útil.