Quelle est la classification de base du forgeage ?

Le forgeage peut être classé selon les méthodes suivantes :

 

1. Classer selon l'emplacement des outils de forge et des moules.

 

2. Classé par température de formage par forgeage.

 

3. Classer selon le mode de mouvement relatif des outils de forge et des pièces.

 

La préparation avant le forgeage comprend le choix des matières premières, le calcul des matériaux, la découpe, le chauffage, le calcul de la force de déformation, le choix des équipements et la conception du moule. Avant le forgeage, il est nécessaire de choisir une méthode de lubrification et un lubrifiant adaptés.

 

Les matériaux de forge couvrent une large gamme, incluant diverses nuances d'acier et d'alliages haute température, ainsi que des métaux non ferreux tels que l'aluminium, le magnésium et le cuivre. On y trouve des tiges et des profilés de différentes tailles, traités une seule fois, ainsi que des lingots de diverses spécifications. Outre l'utilisation intensive de matériaux nationaux adaptés aux ressources nationales, on utilise également des matériaux étrangers. La plupart des matériaux forgés sont déjà répertoriés dans les normes nationales. De nombreux nouveaux matériaux ont également été développés, testés et promus. Il est bien connu que la qualité des produits est souvent étroitement liée à la qualité des matières premières. Par conséquent, les forgerons doivent posséder une connaissance approfondie des matériaux et savoir choisir les matériaux les plus adaptés aux exigences du procédé.

 

Le calcul des matériaux et la découpe sont des étapes importantes pour optimiser leur utilisation et obtenir des ébauches de haute qualité. Un excès de matière engendre non seulement des déchets, mais accroît également l'usure du moule et la consommation d'énergie. L'absence d'une légère marge lors de la découpe complique l'ajustement du procédé et accroît le taux de rebut. De plus, la qualité de la face de coupe a également un impact sur le procédé et la qualité du forgeage.

 

Le chauffage vise à réduire la force de déformation lors du forgeage et à améliorer la plasticité du métal. Cependant, il engendre également des problèmes tels que l'oxydation, la décarburation, la surchauffe et la surcombustion. Un contrôle précis des températures initiales et finales de forgeage a un impact significatif sur la microstructure et les propriétés du produit. Le chauffage au four à flamme présente les avantages d'un faible coût et d'une grande adaptabilité, mais sa durée de chauffage est longue, ce qui favorise l'oxydation et la décarburation. De plus, les conditions de travail doivent être constamment améliorées. Le chauffage par induction offre les avantages d'un chauffage rapide et d'une oxydation minimale, mais son adaptabilité aux variations de forme, de taille et de matériau du produit est faible. La consommation énergétique du processus de chauffage joue un rôle crucial dans la consommation énergétique de la production de forgeage et doit être pleinement évaluée.

 

Le forgeage est réalisé sous contrainte externe. Par conséquent, le calcul correct de la force de déformation est essentiel au choix des équipements et à la vérification des moules. L'analyse contrainte-déformation à l'intérieur du corps déformé est également essentielle pour optimiser le procédé et contrôler la microstructure et les propriétés des pièces forgées. Il existe quatre principales méthodes d'analyse de la force de déformation. Bien que la méthode de contrainte principale ne soit pas très rigoureuse, elle est relativement simple et intuitive. Elle permet de calculer la pression totale et la répartition des contraintes sur la surface de contact entre la pièce et l'outil, et d'observer intuitivement l'influence du rapport d'aspect et du coefficient de frottement de la pièce sur celle-ci. La méthode des lignes de glissement est stricte pour les problèmes de déformation plane et offre une solution plus intuitive pour la répartition des contraintes lors de la déformation locale des pièces. Cependant, son champ d'application est limité et a rarement été rapporté dans la littérature récente. La méthode de la borne supérieure peut surestimer les charges, mais d'un point de vue académique, elle n'est pas très rigoureuse et fournit beaucoup moins d'informations que la méthode des éléments finis, de sorte qu'elle a été rarement appliquée récemment. La méthode des éléments finis permet non seulement de calculer les charges externes et les variations de forme de la pièce, mais aussi de déterminer la répartition contrainte-déformation interne et de prédire les défauts potentiels, ce qui en fait une méthode hautement fonctionnelle. Ces dernières années, en raison des longs temps de calcul requis et de la nécessité d'améliorer des aspects techniques tels que le redessinage des grilles, son champ d'application était limité aux universités et aux instituts de recherche scientifique. Ces dernières années, grâce à la popularité et aux progrès rapides des ordinateurs, ainsi qu'à la sophistication croissante des logiciels commerciaux d'analyse par éléments finis, cette méthode est devenue un outil analytique et informatique de base.

 

Réduire le frottement permet non seulement d'économiser de l'énergie, mais aussi d'améliorer la durée de vie des moules. L'une des mesures importantes pour réduire le frottement est la lubrification, qui contribue à améliorer la microstructure et les propriétés du produit grâce à une déformation uniforme. En raison des différentes méthodes de forgeage et des températures de travail, les lubrifiants utilisés varient également. Les lubrifiants à base de verre sont couramment utilisés pour le forgeage des alliages haute température et des alliages de titane. Pour le forgeage à chaud de l'acier, le graphite à base d'eau est un lubrifiant largement utilisé. Pour le forgeage à froid, en raison de la haute pression, un traitement au phosphate ou à l'oxalate est souvent nécessaire avant le forgeage.


Date de publication : 21 août 2024

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