Le forgeage est un processus de fabrication impliquant la mise en forme du métal à l'aide de forces de compression localisées. Les pièces forgées creuses, largement utilisées dans diverses industries telles que l'automobile, l'aérospatiale et les machines, nécessitent des opérations de forgeage spécifiques pour obtenir la forme, la taille et les propriétés mécaniques souhaitées. En tant que fournisseur de pièces forgées, je connais bien les différentes opérations de forgeage des pièces forgées creuses, et dans ce blog, j'entrerai dans les détails.
1. Préparation des billettes
La première étape du forgeage de pièces creuses est la préparation des billettes. La billette, qui est une pièce métallique solide, sert de matière première. Le choix de la billette est crucial car il détermine la qualité finale de la pièce forgée. Le matériau de la billette peut varier en fonction de l'application de la pièce forgée creuse. Les matériaux courants comprennent l’acier, l’aluminium et le laiton.
Pour les billettes d'acier, nous pouvons nous référer à notrePièces de forgeage à chaud en acier au carbone de fabrication personnaliséeservice. La billette doit être coupée à la longueur et au diamètre appropriés en fonction des exigences de taille de la pièce finale. La précision dans la préparation des billettes contribue à réduire les déchets et à garantir une qualité de forgeage constante. Après la découpe, la billette peut également subir un traitement thermique pour améliorer son usinabilité et ses propriétés mécaniques.
2. Perçage
Le perçage est une opération de forge clé pour créer des trous dans la billette, fondamentale pour la fabrication de pièces forgées creuses. Il existe différentes méthodes de perçage et le choix dépend du matériau, de la taille et des exigences de précision de la pièce.
Perçage de poinçon
Lors du perçage au poinçon, un poinçon est enfoncé dans la billette pour créer un trou. Le poinçon est généralement constitué d'un acier allié à haute résistance pour résister aux pressions élevées pendant le processus de perçage. La billette est chauffée à une température de forgeage appropriée, généralement entre 1 100 et 1 200 °C pour l'acier, afin de la rendre plus malléable. Cette méthode convient pour créer des trous de diamètres relativement petits.
Perçage rotatif
Le perçage rotatif est une autre méthode courante, notamment pour produire des pièces forgées creuses sans soudure. Dans ce processus, la billette tourne entre deux rouleaux tandis qu'un mandrin est poussé au centre pour créer un trou. Les rouleaux appliquent une pression sur la billette et la rotation contribue à la formation uniforme du trou. Le perçage rotatif est souvent utilisé dans la production de tubes et de tuyaux.
3. Expansion
Après le perçage, le trou dans la billette devra peut-être être élargi pour obtenir le diamètre intérieur souhaité de la pièce forgée creuse. L'expansion peut être réalisée à l'aide de diverses techniques.
Expansion du mandrin
Un mandrin est inséré dans le trou percé et une pression externe est appliquée sur la billette pour élargir le trou autour du mandrin. Le mandrin assure la forme et la taille correctes du trou intérieur pendant le processus d'expansion. Cette méthode convient pour obtenir des diamètres intérieurs précis et est couramment utilisée dans la production de pièces forgées creuses de haute précision.
Expansion hydrostatique
L'expansion hydrostatique utilise la pression hydraulique pour agrandir le trou. La billette est placée dans une chambre remplie d'un fluide et une haute pression est appliquée au fluide. La pression du fluide est répartie uniformément autour de la billette, ce qui entraîne une expansion uniforme de celle-ci. L'expansion hydrostatique est utile pour agrandir des trous de grand diamètre ou pour des pièces de formes complexes.
4. Bouleversant
Le refoulement est une opération de forgeage qui augmente la section transversale de la billette et réduit sa longueur. Dans le cadre de pièces forgées creuses, le refoulement peut être utilisé pour épaissir la paroi de la pièce ou pour créer une forme spécifique à l'extrémité de la pièce.
La billette est placée entre deux matrices et une force de compression est appliquée axialement. Le métal s'écoule radialement, augmentant la surface de la section transversale. Le refoulement peut être effectué à différentes étapes du processus de forgeage, en fonction des exigences de conception de la pièce creuse. Par exemple, cela peut être fait avant ou après le perçage et l’expansion.
5. Dessin
Dessiner est le contraire de bouleverser. Il est utilisé pour réduire la section transversale de la billette et augmenter sa longueur. Dans la production de pièces forgées creuses, l'emboutissage peut être utilisé pour allonger la pièce ou pour réduire l'épaisseur de la paroi.
Il existe différentes méthodes de dessin, notamment le dessin direct et le dessin indirect. En étirage direct, la billette est tirée à travers une matrice pour réduire sa section transversale. L'étirage indirect consiste à pousser la billette à travers une matrice tout en appliquant une force de retenue à l'extrémité. Les opérations d'emboutissage doivent être soigneusement contrôlées pour éviter les fissures ou autres défauts dans la pièce creuse.
6. Forgeage et façonnage
Après les processus de base de perçage, d'expansion, de refoulement et d'emboutissage, la pièce forgée creuse doit être forgée et façonnée davantage pour obtenir la conception finale du produit.
Les matrices sont utilisées pour façonner la pièce. Les matrices sont fabriquées sur mesure selon les spécifications de conception de la pièce. Il existe différents types de matrices, telles que le forgeage à matrice ouverte et le forgeage à matrice fermée.
Ouvert - Forgeage
En forgeage à ciel ouvert, la billette est placée entre deux matrices plates ou des matrices de forme simple, et le métal est déformé par martelage ou pressage. Le forgeage à matrice ouverte convient à la production de pièces forgées creuses à grande échelle et de forme simple. Cela permet une certaine flexibilité dans le processus de mise en forme mais peut nécessiter davantage d'opérations d'usinage pour atteindre les dimensions finales.
Fermé - Forgeage
Le matriçage fermé, également connu sous le nom de forgeage par impression, utilise des matrices avec une cavité qui épouse la forme de la pièce finale. La billette est placée dans la cavité de la matrice et une force à haute pression est appliquée pour remplir la cavité. Fermé - le forgeage peut produire des pièces de haute précision et de formes complexes. Il est souvent utilisé dans la production de pièces forgées creuses de haute qualité et de petite à moyenne taille.
7. Traitement thermique
Le traitement thermique est une étape essentielle dans le processus de forgeage des pièces creuses, qui peut améliorer les propriétés mécaniques telles que la dureté, la résistance et la ténacité de la pièce.
Pour les pièces forgées en aluminium, nous avons une gamme bien définieProcessus de forgeage de l'aluminium avec traitement thermique. Les procédés de traitement thermique les plus courants comprennent le recuit, la trempe et le revenu.
Recuit
Le recuit est un processus consistant à chauffer la pièce forgée à une température spécifique, puis à la refroidir lentement. Ce processus soulage les contraintes internes, adoucit le métal et améliore son usinabilité. Différentes méthodes de recuit, telles que le recuit complet et le recuit de détente, peuvent être utilisées en fonction du matériau et des exigences de la pièce.
Trempe
La trempe consiste à chauffer la pièce à haute température, puis à la refroidir rapidement en l'immergeant dans un milieu de trempe tel que l'eau, l'huile ou l'air. La trempe augmente la dureté de la pièce en formant une structure martensitique dans le métal. Cependant, la trempe peut également provoquer des contraintes internes et des fissures dans la pièce, elle doit donc être soigneusement contrôlée.
Trempe
Le revenu est effectué après trempe. La pièce trempée est chauffée à une température plus basse puis refroidie lentement. La trempe réduit la fragilité causée par la trempe et améliore la ténacité et la ductilité de la pièce.
8. Opérations de finition
Après traitement thermique, la pièce forgée creuse peut nécessiter des opérations de finition pour obtenir la qualité de surface et la précision dimensionnelle finale.
Usinage
Des opérations d'usinage telles que le tournage, le fraisage et le perçage peuvent être utilisées pour éliminer l'excès de matière et obtenir les dimensions précises de la pièce. L'usinage peut également être utilisé pour créer des fonctionnalités supplémentaires telles que des filetages, des rainures ou des trous sur la pièce.
Traitement de surface
Le traitement de surface peut améliorer la résistance à la corrosion et l'apparence de la pièce. Les méthodes courantes de traitement de surface comprennent la peinture, le placage et le revêtement. Par exemple, les pièces forgées en laiton peuvent êtrePersonnaliser le forgeage du laiton CuZn39Pb3 en Chineavec des traitements de surface spécifiques pour améliorer leurs performances.
Si vous êtes à la recherche de pièces forgées creuses de haute qualité ou si vous avez des exigences spécifiques en matière de pièces forgées, nous sommes là pour vous aider. Notre expertise dans les opérations de forgeage et nos processus de contrôle qualité stricts garantissent que nous pouvons vous fournir les produits les mieux adaptés. Contactez-nous pour des discussions sur l’approvisionnement et travaillons ensemble pour répondre à vos besoins en pièces forgées.
Références
- Sachs, G. (1953). Manuel de science des matériaux : forgeage. McGraw-Colline.
- Dieter, GE (1988). Métallurgie mécanique. McGraw-Colline.
- Kalpakjian, S. et Schmid, SR (2013). Ingénierie et technologie de fabrication. Pearson.
