Forgeage de précision

Le forgeage est une méthode de formage du métal qui utilise des machines de forgeage pour appliquer une pression sur une billette métallique, provoquant une déformation plastique. pièces forgées avec des propriétés mécaniques, des formes et des dimensions spécifiques. Le forgeage élimine les défauts tels que la porosité de coulée qui se produisent pendant le processus de fusion, optimise la microstructure et préserve les lignes d'écoulement du métal intactes. Les pièces forgées ont généralement des propriétés mécaniques supérieures à celles des pièces moulées du même matériau.

 

En fonction de la température de la pièce pendant le forgeage, le forgeage peut être classé comme : forgeage à chaud (au-dessus de la température de recristallisation), forgeage à chaud (de la température de recristallisation à 30 % de la température de recristallisation) et forgeage à froid (en dessous de 30 % de la température de recristallisation, généralement à température ambiante).

 

 

Le matériau le plus couramment utilisé en forgeage est l'acier allié. La température initiale de recristallisation de l'acier est d'environ 727 degrés, mais 800 degrés sont généralement utilisés comme ligne de démarcation. Le forgeage au-dessus de 800 degrés est un forgeage à chaud ; le forgeage entre 300 et 800 degrés est appelé forgeage à chaud ou forgeage à semi-- ; et le forgeage à température ambiante est appelé forgeage à froid. Les pièces forgées utilisées dans la plupart des industries sont des pièces forgées à chaud. Le forgeage à chaud et le forgeage à froid sont principalement utilisés pour forger des pièces dans les automobiles et les machines générales. Le forgeage à chaud et le forgeage à froid peuvent économiser efficacement des matériaux.

 

Forgeage gratuit
Le forgeage libre fait référence à une méthode de traitement qui utilise des outils simples-à usage général, ou qui applique directement une force externe à la billette entre les enclumes supérieure et inférieure de l'équipement de forgeage, provoquant la déformation de la billette et l'obtention de la forme géométrique et de la qualité interne souhaitées. Les pièces forgées produites à l'aide de la méthode de forgeage libre sont appelées pièces forgées libres. Le forgeage libre est principalement utilisé pour produire des pièces forgées en petits lots. Des équipements de forgeage tels que des marteaux de forgeage et des presses hydrauliques sont utilisés pour façonner la billette et obtenir des pièces forgées qualifiées. Les processus de base du forgeage libre comprennent le refoulement, l'emboutissage, le poinçonnage, la coupe, le pliage, la torsion, le déplacement et l'assemblage par forgeage. Le forgeage libre utilise toujours des méthodes de forgeage à chaud.

 

Forgeage
Le matriçage est divisé en matriçage ouvert et matriçage fermé. La billette métallique est déformée sous pression dans une cavité de matrice de forgeage d'une certaine forme pour obtenir le forgeage. Le matriçage est généralement utilisé pour produire des pièces peu lourdes mais produites en grandes séries. Le matriçage peut être divisé en matriçage à chaud, matriçage à chaud et matriçage à froid. Le matriçage fermé, en raison de l'absence de bavure, a un taux d'utilisation du matériau plus élevé. Les pièces forgées complexes peuvent être finies en un ou plusieurs processus. De plus, le forgeage en matrice fermée produit des pièces forgées avec une zone de contrainte plus petite, nécessitant moins de charge. Il est important de noter que le forgeage en matrice fermée nécessite un contrôle strict du volume des billettes, de la position relative des matrices de forgeage et de la mesure des pièces forgées pour minimiser l'usure des matrices.

 

Matériaux métalliques appropriés pour le forgeage

Les principaux matériaux utilisés pour le forgeage sont l'acier au carbone et les aciers alliés de compositions diverses, suivis de l'aluminium, du magnésium, du cuivre, du titane et de leurs alliages. Les états d'origine des matériaux comprennent les barres, les lingots, la poudre métallique et le métal liquide. Le rapport entre la-aire de section transversale du métal avant déformation et la-aire de section transversale après déformation est appelé rapport de forgeage. La sélection correcte du taux de forgeage, de la température de chauffage et du temps de maintien appropriés, des températures de forgeage initiale et finale appropriées, ainsi que de l'ampleur et de la vitesse de déformation appropriées sont essentielles pour améliorer la qualité du produit et réduire les coûts. Outre les matériaux métalliques susmentionnés, les superalliages à base de fer forgé-, de nickel - et de cobalt - sont également forgés ou laminés. Cependant, en raison de leur gamme plastique relativement étroite, ces alliages sont plus difficiles à forger et des exigences strictes sont imposées en matière de température de chauffage, de température de forgeage initiale et de température de forgeage finale pour différents matériaux.

 

 

Flux de processus de forgeage
Différentes méthodes de forgeage ont des processus différents, le forgeage à chaud ayant le flux le plus long. La séquence générale est la suivante : découpage de billettes, chauffage de billettes, préparation au laminage, matriçage, détourage, nettoyage, poinçonnage, redressage, etc.

 

Inspection des pièces forgées
L'inspection des pièces forgées comprend l'inspection en cours de processus, l'inspection dimensionnelle, la détection des défauts de surface et la composition chimique, les contraintes résiduelles, les propriétés mécaniques et l'analyse métallographique. Si nécessaire, des tests non-destructifs (CND) peuvent également être effectués. Traitement thermique des pièces forgées est utilisé pour éliminer les contraintes de forgeage et améliorer l'usinabilité du métal.

 

Caractéristiques des pièces forgées
1. Comparé à moulages, le forgeage améliore la microstructure et les propriétés mécaniques des métaux. Après une déformation par travail à chaud par forgeage, les dendrites grossières et les grains colonnaires d'origine dans le métal coulé sont transformés en grains recristallisés équiaxes plus fins et plus uniformes en raison de la déformation et de la recristallisation. Cela compacte et soude les incohérences telles que la ségrégation, la porosité, les pores et les inclusions dans le lingot, ce qui entraîne une microstructure plus dense et une plasticité et des propriétés mécaniques améliorées.

2. Les propriétés mécaniques des pièces moulées sont inférieures à celles des pièces forgées fabriquées dans le même matériau. De plus, le forgeage assure la continuité de la structure fibreuse du métal, en maintenant la cohérence entre la structure fibreuse et la forme de la pièce forgée, ce qui donne lieu à des lignes de flux de métal complètes et garantit de bonnes propriétés mécaniques et une durée de vie plus longue. Les pièces forgées produites à l'aide de procédés de forgeage de précision, d'extrusion à froid et d'extrusion à chaud sont inégalées par les pièces moulées.

3. Les pièces forgées sont des objets dans lesquels le métal est soumis à une pression et déformé plastiquement pour obtenir la forme souhaitée ou la force de compression appropriée. Cette force est obtenue à l'aide d'un marteau ou d'une pression. Le processus de forgeage crée une structure granulaire raffinée et améliore les propriétés physiques du métal. Dans les applications pratiques des composants, une conception appropriée garantit que le flux de particules est aligné avec la direction principale de la pression. En revanche, les pièces moulées sont des pièces métalliques formées à l'aide de diverses méthodes de coulée. Cela implique de verser du métal en fusion dans un moule préparé à l'avance en utilisant des méthodes telles que la coulée, l'injection, l'aspiration ou d'autres techniques de coulée. Après refroidissement, le métal subit un dépontage, un nettoyage et un post-traitement pour obtenir un objet avec une forme, une taille et des performances spécifiques.

4. Les pièces forgées peuvent obtenir une forme nette-forgée. Les pièces forgées nécessitent un usinage minimal ou nul et offrent des avantages tels qu'une forme précise, une précision dimensionnelle élevée, une précision de forme et de position élevée et une rugosité de surface élevée.

 

Applications des pièces forgées
Les pièces importantes des machines connexes qui supportent des charges élevées et fonctionnent dans des conditions difficiles sont souvent forgées, à l'exception des formes plus simples qui peuvent être fabriquées à partir de plaques laminées, de profilés, de pièces moulées et de pièces soudées. Le forgeage est l'une des principales méthodes de transformation permettant de fournir des ébauches pour pièces mécaniques dans le secteur industrie de fabrication de machines. Grâce au forgeage, non seulement la forme des pièces mécaniques peut être obtenue, mais la structure interne du métal peut également être améliorée, améliorant ainsi ses propriétés mécaniques et physiques. Pour les pièces mécaniques les plus importantes, soumises à des contraintes élevées et présentant des exigences élevées, le forgeage est la méthode de fabrication la plus courante. Par exemple, des pièces importantes telles que les arbres de turbogénérateurs, les rotors, les roues, les pales, les bagues de retenue, les grandes colonnes de presse hydraulique, les cylindres à haute -pression, les rouleaux de laminoirs, les vilebrequins de moteurs à combustion interne, les bielles, les engrenages, les roulements et l'artillerie dans l'industrie de la défense sont tous produits par forgeage.