L'oxydation depièces forgéesest principalement affecté par la composition chimique du métal chauffé et les facteurs internes et externes de l'anneau chauffant (tels que la composition du gaz du four, la température de chauffage, etc.).
1) Composition chimique des matériaux métalliques
La quantité de calamine formée est étroitement liée à la composition chimique. Plus la teneur en carbone de l'acier est élevée, moins la calamine se forme, surtout lorsqu'elle dépasse 0,3 %. En effet, après oxydation du carbone, une couche de monoxyde de carbone (CO) se forme à la surface de l'ébauche, ce qui inhibe la poursuite de l'oxydation. L'acier allié contenant du Cr, du Ni, de l'Al, du Mo, du Si et d'autres éléments est d'autant plus chauffé que la formation de calamine est faible. L'oxydation de ces éléments permet la formation d'une couche d'oxyde dense à la surface de l'acier. Ce film, dont le coefficient de dilatation thermique est proche de celui de l'acier, est solidement fixé à la surface et difficile à casser, prévenant ainsi toute oxydation ultérieure. L'acier résistant à la chaleur et non écaillé est un acier allié contenant une plus grande quantité de ces éléments. À 13 % de Ni et de Cr, l'oxydation est quasiment inexistante à 20 %.
2) Composition du gaz de four
La composition du gaz du four a une grande influence sur la formation deforgeageéchelle, la mêmepièces forgées en acierLa formation de calamine varie selon l'atmosphère de chauffage. Dans le gaz de four oxydant, la formation de calamine est plus importante, gris clair et facile à éliminer. Dans le gaz de four neutre (contenant principalement du N2) et le gaz de four réducteur (contenant du CO, du H2, etc.), la calamine formée est moins noire et difficile à éliminer. Afin de minimiser la formation et l'élimination de calamine, une attention particulière doit être portée au contrôle de la composition du gaz de four à chaque étape du chauffage. En général, pour les pièces forgées à une température inférieure à 1 000 °C, on utilise du gaz de four oxydé. La température étant basse, le processus d'oxydation est faible et la calamine formée est facile à éliminer. Lorsque la température dépasse 1 000 °C, notamment lors du maintien à haute température, il convient d'utiliser du gaz de four réducteur ou du gaz de four neutre pour réduire la formation de calamine.
La nature du gaz de combustion dans un four à flamme dépend de la quantité d'air fournie au combustible pendant la combustion. Si le coefficient d'excès d'air dans le four est trop élevé, l'apport d'air est excessif, le gaz de combustion s'oxyde et la formation de tartre d'oxyde métallique est plus importante. Si le coefficient d'excès d'air dans le four est de 0,4 ? À 0,5, le gaz de combustion est réductible, formant une atmosphère protectrice pour éviter la formation de tartre d'oxyde et éviter le chauffage par oxydation.
3) Température de chauffage
La température de chauffage est également le principal facteur de formation de calamine. Plus elle est élevée, plus l'oxydation est intense. À 570 °C, avant 600 °C, l'oxydation est lente, puis accélérée à 700 °C, et à 900 °C, à 950 °C, l'oxydation est très importante. Si l'on suppose que le taux d'oxydation est de 1 à 900 °C, 2 à 1 000 °C, 3,5 à 1 100 °C et 7 à 1 300 °C, il est multiplié par six.
4) Temps de chauffage
Plus le temps de chauffage des pièces forgées dans le gaz oxydant du four est long, plus la diffusion de l'oxydation est importante et plus le tartre d'oxyde se forme, en particulier dans l'étape de chauffage à haute température, de sorte que le temps de chauffage doit être réduit autant que possible, en particulier le temps de chauffage et le temps de maintien à haute température doivent être raccourcis autant que possible.
De plus, la billette forgée à haute température n'est pas seulement oxydée dans le four, mais également dans le processus de forgeage, bien que le tartre d'oxyde sur la billette soit nettoyé, si la température de la billette est encore élevée, elle sera oxydée deux fois, mais le taux d'oxydation s'affaiblit progressivement avec la diminution de la température de la billette.
Date de publication : 20 août 2021