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Processus de forgeage de métaux
Jul 05, 2017

Le forgeage de métaux est le processus de formage de métal le plus ancien qui produit des pièces par déformation métallique.

Le processus de forgeage est classé en deux types différents sur la base du mécanisme de déformation: forgeage d'impact et forgeage de compression.

En cas de forgeage d'impact, une force d'impact est appliquée à la pièce à l'aide d'un marteau. En forgeage par compression, une pression constante est appliquée à la pièce. Les procédés de forgeage peuvent également être classés en deux types de plus en fonction de la température de la pièce à usiner; Le forgeage à chaud est effectué à la température de recristallisation du matériau et le forgeage à froid effectué à température ambiante.

Quel que soit le type de processus utilisé, le processus est assez simple. La pièce de travail est placée sur la matrice inférieure et la matrice de la partie supérieure applique la charge d'impact ou de compression pour déformer la pièce de travail dans la forme requise.


Applications

  • Utilisé pour la production de composants simples comme les boulons, les récipients sous pression et les arbres.

  • Il peut également être utilisé pour la production de composants sensibles comme les bielles, les engrenages et les arbres à cames.

  • Utilisé dans l'industrie aérospatiale pour les disques de turbine et les grands composants rotatifs.


Matériaux pour la forgeage de métaux

Un matériau doit être de nature ductile pour être traité par forgeage. Des matériaux tels que l'acier à faible alliage, l'acier allié, l'acier inoxydable, l'acier au carbone, l'alliage de magnésium, l'aluminium, l'alliage de nickel, le cuivre et l'alliage de titane peuvent être forgés.


Considérations sur la conception

  • La complexité de la partie est limitée en raison des restrictions de conception de moules.

  • Les caractéristiques comme les inserts et les cavités internes ne sont pas possibles.

  • Il faut ajouter des indemnités d'usinage qui peuvent être de 0,8 à 6 mm selon la taille de la pièce.

  • La taille minimale de la section pour la forgeage est de 3 mm.


Variations de processus

Il existe six types différents d'opérations de forgeage:

  1. Open Die Forging utilise une matrice plate pour déformer la pièce.

  2. Impression Die Forging utilise une matrice avec une cavité et applique une force de compression pour donner à la pièce de travail la forme de la cavité.

  3. La forgeage sans flash utilise une quantité fixe de matériau et la comprime dans une matrice fermée.

  4. Le forger à la main est utilisé par des forgerons. La pièce de travail est chauffée et façonnée à l'aide d'outils à main comme les marteaux.

  5. Upset Forging utilise deux matrices pour saisir la pièce de travail et une troisième mort pour façonner la section de la pièce de travail.

  6. Roll Forging utilise des rouleaux pour réduire l'épaisseur d'une bague ou d'une pièce de travail en forme de filet.


Considérations économiques

  • Les taux de production varient beaucoup en fonction de la géométrie et de la taille du produit, d'une unité à plusieurs centaines d'unités par heure.

  • Le délai pour produire un jeu de matrice peut être de plusieurs semaines.

  • Environ 25 pour cent du matériel est gaspillé en une seule opération, mais il peut souvent être réutilisé.

  • Les coûts de main-d'œuvre, d'équipement et d'outillage sont élevés, mais les coûts de finition sont modérés.


Considérations de qualité

  • Augmentation de la force, de la ténacité et de la vie de la fatigue en raison du réalignement de la structure du grain.

  • Les vides, les défauts et la porosité sont assez faibles.

  • L'usure est élevée et le matériau chaud augmente.

  • Des contraintes résiduelles élevées dans les pièces.


Avantages

  • Taux de production très élevé pour des pièces simples.

  • Meilleur contrôle de la microstructure par rapport à certains procédés de coulée.


Désavantages

  • Le traitement des messages est requis.

  • Des géométries partielles très limitées sont possibles.



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