Comment se produit le forgeage à chaud?

- Mar 04, 2020-

Le processus de fabrication de forgeage à chaud est effectué à la température la plus élevée qui ne détruit pas les caractéristiques métallurgiques de l'alliage considéré (jusqu'à 1250 ° C pour l'acier, 300 à 460 ° C pour les alliages d'Al, 750 à 1040 ° C pour les alliages de titane et 700 à 800 ° C pour les alliages Cu).

La recristallisation se produit simultanément avec la déformation, évitant ainsi le durcissement par déformation. Pour cette raison, et pour de meilleurs résultats, la température de forgeage doit être maintenue tout au long du processus au-dessus d'un minimum spécifique, en fonction de l'alliage. Cette condition évite également le risque de manque de forgeabilité, ce qui conduit à des fissures car la ductilité peut être sérieusement réduite à basse température. La séquence de forgeage est ensuite limitée dans le temps pour respecter ces limites de température.

Si le forgeage n'est pas terminé lorsque la limite inférieure est atteinte, un réchauffage est nécessaire lorsque cela est possible, ou la pièce doit être considérée comme forgée et finie par d'autres moyens. L'intervalle de température requis pour le processus de forgeage à chaud est si important que tous les outillages sont préchauffés pour limiter la perte de température du composant pendant l'étape de forgeage. Cela a conduit à concevoir un procédé très précis et spécifique de forgeage à matrice fermée appelé «forgeage isotherme».

Pendant le forgeage isotherme, les outils (en fait meurent) sont maintenus chauffés à la température de forgeage requise. Ce concept est cependant appliqué très différemment, selon le type de matériau, donc la température de forgeage elle-même. La qualité du matériau utilisé pour les matrices doit conserver efficacement les propriétés mécaniques élevées requises pour déformer le matériau du composant à la température de forgeage.

Quelques exemples de forgeage isotherme appliqués à différents matériaux.

- Il est assez obligatoire pour le forgeage de l'aluminium, car l'aluminium se refroidit très rapidement et la température de forgeage est plutôt basse: toutes les nuances de matrices conservent les propriétés mécaniques requises.

- Il est possible pour les alliages de cuivre et de titane, si une nuance sophistiquée (et coûteuse) est choisie pour les matrices.

- C'est très difficile pour les alliages d'acier, où très peu de matériaux (comme le molybdène pur) meurent à 1250 ° C sous la contrainte de forgeage.

Par conséquent, le forgeage isotherme est assez inhabituel pour les alliages de titane, et très confidentiel pour les alliages à base d'acier et de nickel (dédié aux disques de turbine les plus difficiles pour les moteurs à réaction par exemple.)

Setforge fournit un procédé de forgeage isotherme de haute qualité pour les alliages d'aluminium.

Pour éviter la contamination des gaz qui se produit pendant le forgeage à chaud (contamination O2, H2 ou même N2), il est possible de protéger le composant par revêtement de verre ou atmosphère contrôlée (gaz inerte) à l'intérieur du four de chauffage, du chauffage par induction et même du laboratoire de presse.

Le forgeage à chaud commence par un lingot de métal forgé ou un morceau de métal coulé qui est «pressé» dans des matrices dédiées où sa structure de grain est décomposée et homogénéisée en grains plus fins pour une résistance à l'élasticité et une ductilité accrues. Parce que le métal est chaud, il se déforme facilement et permet aux fabricants de créer des formes plus élaborées qu'avec le forgeage à froid. Le fait que le métal se déforme plastiquement au-dessus de sa température de recristallisation, lui permet de conserver sa forme déformée lors de son refroidissement. La mise en forme est suivie d'un refroidissement, ce qui est d'une importance critique car le refroidissement trop rapide des pièces forgées à chaud peut entraîner une déformation.