Quels sont les matériaux utilisés pour le forgeage ?

Les matériaux de forgeage sont principalement constitués d'acier au carbone et d'acier allié de compositions variées, suivis par l'aluminium, le magnésium, le cuivre, le titane et leurs alliages. Les états initiaux des matériaux comprennent les barres, les lingots, la poudre métallique et le métal liquide. Le rapport entre la section transversale d'un métal avant déformation et sa section transversale après déformation est appelé rapport de forgeage. Le choix judicieux du rapport de forgeage, une température de chauffage et un temps de maintien appropriés, des températures initiales et finales de forgeage raisonnables, ainsi qu'une quantité et une vitesse de déformation appropriées sont étroitement liés à l'amélioration de la qualité du produit et à la réduction des coûts.

Généralement, des barres rondes ou carrées sont utilisées comme ébauches pour les pièces forgées de petite et moyenne taille. La structure granulaire et les propriétés mécaniques de ces barres sont uniformes et satisfaisantes, avec une forme et des dimensions précises, un bon état de surface et une grande facilité d'organisation pour la production en série. Sous réserve d'un contrôle raisonnable de la température de chauffage et des conditions de déformation, des pièces forgées de haute qualité peuvent être forgées sans déformation significative. Les lingots sont réservés aux pièces forgées de grande taille. Le lingot est une structure coulée présentant de gros cristaux colonnaires et des centres lâches. Il est donc nécessaire de broyer les cristaux colonnaires en grains fins par déformation plastique importante et de les compacter de manière lâche afin d'obtenir une structure métallique et des propriétés mécaniques optimales.

Les préformes issues de la métallurgie des poudres, formées par pressage et cuisson, peuvent être transformées en pièces forgées en poudre par forgeage sans étincelage à chaud. La densité de la poudre de forge est proche de celle des pièces forgées en matrice classiques, avec de bonnes propriétés mécaniques et une grande précision, ce qui permet de réduire les opérations de découpe ultérieures. La structure interne des pièces forgées en poudre est uniforme et sans ségrégation, et peut être utilisée pour la fabrication de petits engrenages et autres pièces. Cependant, son prix est bien supérieur à celui des barres classiques, ce qui limite son application en production. En appliquant une pression statique au métal liquide versé dans la cavité du moule, celui-ci peut se solidifier, cristalliser, s'écouler, subir une déformation plastique et se former sous pression pour obtenir la forme et les propriétés souhaitées. Le forgeage en poudre liquide est une méthode de formage intermédiaire entre le moulage sous pression et le matriçage, particulièrement adaptée aux pièces complexes à parois minces difficiles à former par matriçage classique.

Outre les matériaux conventionnels tels que l'acier au carbone et l'acier allié de compositions variées, les matériaux de forge incluent également l'aluminium, le magnésium, le cuivre, le titane et leurs alliages. Les alliages haute température à base de fer, de nickel et de cobalt sont également forgés ou laminés comme alliages de déformation. Cependant, ces alliages présentent des zones plastiques relativement étroites, ce qui rend le forgeage relativement difficile. Différents matériaux ont des exigences strictes en matière de température de chauffage, de forgeage et de forgeage final.

 


Date de publication : 19 novembre 2024

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