Principaux avantages des pièces forgées
Le matriçage en tant que-procédé de formage des métaux-de pointe-joue un rôle crucial dans la fabrication contemporaine. Premièrement, les pièces forgées ont d’excellentes propriétés mécaniques. Tout au long du processus de forgeage, les lignes de flux de métal se propagent constamment le long du profil de la pièce, améliorant considérablement la solidité, la rigidité et la résistance à la fatigue du composant. Les pièces forgées ont généralement une résistance 20-30 % supérieure et une durée de vie à la fatigue 3-5 fois plus longue que les pièces moulées ou les composants usinés. Deuxièmement, le façonnage quasi net par le processus de matriçage signifie que les taux d'utilisation des matériaux peuvent atteindre 80 à 95 %, ce qui permet d'économiser considérablement les surépaisseurs d'usinage ultérieures tout en réduisant les coûts de production et l'énergie requise. Troisièmement, les pièces forgées ont en règle générale une excellente précision dimensionnelle et une qualité de surface supérieure, avec une précision de classe IT7-IT8 et une rugosité de surface de Ra3,2-6,3 μm, ce qui permet d'économiser des opérations de finition secondaire. Quatrièmement, le forgeage se prête bien à la production de masse grâce à des cycles de pièces individuels courts et une productivité élevée - un ensemble de matrices produit en règle générale 50 000 à 500 000 pièces, ce qui reflète une économie d'échelle considérable. Enfin et surtout, le processus rend possible la production de pièces de forme complexe telles que des vilebrequins, des bielles et des engrenages qui, par des méthodes alternatives, seraient produites par des procédures composites.
Gamme de matériaux pour pièces forgées
Le matriçage trouve des applications dans une large gamme de matériaux, notamment les types suivants :
Aciers au carbone et aciers alliéssont les matériaux de matriçage les plus répandus, allant des qualités à faible-teneur en carbone aux qualités à haute-teneur en carbone. Les aciers à faible -carbone (par exemple, 20#, Q235) ont une bonne plasticité et soudabilité et sont largement utilisés comme composants non-portants ; les aciers à moyen -carbone (par exemple, 45#, 40Cr) présentent de bonnes propriétés mécaniques intégrées après traitement thermique et sont largement utilisés dans les industries automobile et mécanique ; les aciers à haute teneur en carbone (par exemple 60#, 65Mn) et les aciers fortement alliés (par exemple 20CrMnTi, 42CrMo) sont utilisés pour la production de composants clés ayant des exigences élevées de résistance et de résistance à l'abrasion.
Pièces forgées en acier inoxydablesont principalement utilisés pour les applications contre la corrosion et les températures élevées. Les alliages inoxydables austénitiques (304, 316) offrent une bonne résistance à la corrosion et une bonne formabilité ; les alliages inoxydables martensitiques (410, 420) atteignent une bonne dureté grâce à un traitement thermique ; les alliages inoxydables duplex (2205) possèdent une excellente résistance à la corrosion ainsi qu'une résistance élevée.
pièces forgées en alliage d'aluminiumLes types courants comprennent les alliages d'aluminium des séries 2 (2024), 6 (6061, 6063) et 7 (7075), couramment utilisés pour l'allègement de l'aérospatiale et des automobiles. Les pièces forgées en aluminium possèdent une bonne résistance spécifique, une bonne résistance à la corrosion et un traitement de surface facile.
Pièces forgées en alliage de titanesont principalement destinés à des usages premium. Le titane commercialement pur (TA1, TA2) et les alliages de titane + (TC4) ont une excellente résistance spécifique, résistance à la corrosion et biocompatibilité et conviennent donc aux implants aérospatiaux et médicaux, mais nécessitent un équipement et une technologie de pointe pour le forgeage.
Pièces forgées en alliage de cuivrese distinguent particulièrement par leur bonne conductivité électrique/thermique et leur résistance à la corrosion. Le laiton (H62, H68), le bronze (QSn6.5-0.1) et le cupronickel (B10, B30) sont certains alliages de cuivre forgés courants et trouvent de larges applications dans les industries de l'électronique, de la marine et des équipements chimiques. Ceux-ci incluent les alliages de magnésium (AZ31, AZ91) et les superalliages à base de nickel- (GH4169), et ils sont également matricés pour répondre aux exigences de service difficiles. La sélection des matériaux nécessite une évaluation minutieuse de la fonction des pièces, des conditions de service et du coût pour des performances technico-économiques optimales.