Méthode de forgeage, analyse des performances et domaines d'application des pièces forgées en titane

Les principales méthodes utilisées dansForgeage du titane AMS 6931sont le forgeage libre, le matriçage ouvert (avec forgeage par bavure), le matriçage fermé (sans forgeage par bavure), le matriçage par extrusion, le matriçage multidirectionnel, le matriçage sous-matricé, le matriçage isotherme, ses caractéristiques sont les suivantes :

(1) Forgeage gratuit. Le forgeage libre s'effectue généralement entre deux matrices plates ou sans cavité. Les outils utilisés en forgeage libre sont de forme simple, flexibles, à cycle de fabrication court et peu coûteux. Cependant, l'intensité du travail est élevée, l'opération est difficile, la productivité est faible, la qualité du forgeage n'est pas élevée et la surépaisseur d'usinage est importante. Par conséquent, il ne convient que lorsqu'il n'y a pas d'exigence particulière concernant les performances des pièces et que le nombre de pièces est faible. Pour les grandes pièces forgées, le forgeage libre est principalement utilisé comme processus de fabrication de billettes. Le processus de forgeage libre des billettes peut forger la billette en une barre étagée, ou utiliser le refoulement ou l'aplatissement pour donner à la billette des formes simples telles que des gâteaux ronds et des rectangles.

(2) Forgeage à matrice ouverte (matriçage avec bavures). L'ébauche se déforme entre deux modules gravés d'une cavité, la partie générale est confinée à l'intérieur de la cavité, et le métal en excès s'écoule de la jonction étroite entre les deux matrices, formant des bavures autour de la pièce forgée. Le métal est forcé à épouser la forme de la cavité par la résistance du moule et des bavures environnantes.

(3) Matriçage fermé (matriçage sans bavures). Lors du matriçage fermé, aucune bavure transversale ne se forme perpendiculairement à la direction de mouvement de la matrice. La cavité d'une matrice de forgeage fermée a deux fonctions ; une partie sert à façonner le flan et l’autre partie sert à le guider.

(4) Forgeage par extrusion. Il existe deux types de matriçage par extrusion, le matriçage par extrusion avant et le matriçage par extrusion inverse. Le forgeage par extrusion peut produire divers anneaux en titane. Des pièces forgées avec une précision géométrique élevée et une structure interne plus dense peuvent être obtenues.

(5) Les poinçons perçants font couler le métal vers l’extérieur depuis le centre de la cavité pour remplir la cavité. Il n'y a pas de bavures de pièces forgées ordinaires sur la ligne de joint des pièces cylindriques.

(6) Matriçage partiel. Afin de forger de grandes pièces matricées intégrales sur la presse hydraulique existante, le matriçage segmentaire, le matriçage de la plaque de support et d'autres méthodes de matriçage partiel peuvent être utilisés. La caractéristique de la méthode de forgeage sous matrice est de traiter le gâteau de titane segment par segment, une pièce à la fois, de sorte que le tonnage d'équipement requis peut être très faible. D'une manière générale, cette méthode peut être utilisée pour traiter de grandes pièces forgées sur des presses hydrauliques de taille moyenne.

(7) Matriçage isotherme. Avant le forgeage, le moule est chauffé à la température de forgeage de l'ébauche, et la température du moule et de l'ébauche reste constante pendant tout le processus de matriçage, de sorte qu'une grande quantité de déformation puisse être obtenue sous l'action d'un petit force de déformation. Le matriçage isotherme est très similaire au matriçage superplastique isotherme, la différence est qu'avant le matriçage, l'ébauche doit subir un traitement superplastique pour lui donner de fins grains équiaxés.

Le métal peut améliorer sa structure et ses propriétés mécaniques après forgeage. En raison de la déformation et de la recristallisation du métal après que la structure de coulée soit traitée thermiquement et déformée par forgeage, les dendrites grossières et les grains colonnaires d'origine deviennent une structure de recristallisation équiaxiale avec des grains plus fins et une taille uniforme, de sorte que la ségrégation d'origine, le compactage et le soudage de porosité, de pores, d'inclusions de scories, etc. rendront la structure plus compacte et amélioreront la plasticité et les propriétés mécaniques du métal.

D'une manière générale, les propriétés mécaniques des pièces moulées sont inférieures à celles des pièces forgées du même matériau. De plus, le processus de forgeage peut assurer la continuité de la structure fibreuse métallique, de sorte que la structure fibreuse deForgeage de titane de grade 5est conforme à la forme du forgeage et la rationalisation du métal est complète, ce qui peut garantir que les pièces ont de bonnes propriétés mécaniques et une longue durée de vie. Le forgeage de précision, les pièces forgées produites par extrusion à froid, extrusion à chaud et d'autres procédés sont incomparables aux pièces moulées.

1. Pièces forgées pour avions

En termes de poids, environ 85 % des composants de l’avion sont des pièces forgées. Les disques de turbine, les tourillons arrière (arbres creux), les pales, les longerons d'aile, les nervures du fuselage, les supports de roue et les cylindres intérieurs et extérieurs du train d'atterrissage sont tous des pièces forgées importantes liées à la sécurité des avions. Les pièces forgées pour avions sont principalement constituées d'alliages d'aluminium à haute résistance, résistants à l'usure et à la corrosion, d'alliages de titane, d'alliages à base de nickel et d'autres matériaux précieux. Afin d'économiser des matériaux et de l'énergie, la plupart des pièces forgées pour avions sont produites par matriçage ou par des presses de matriçage multidirectionnelles. Le forgeage automobile est calculé en poids, et il y a 1 719 % de pièces forgées sur les automobiles. Une voiture générale est composée de 15 pièces telles que la carrosserie, le coffre, le moteur, l'essieu avant, l'essieu arrière, le châssis, la boîte de vitesses, l'arbre de transmission, le système de direction, etc. Les caractéristiques des pièces forgées automobiles sont une forme complexe, un poids léger, de mauvaises conditions de travail, et une sécurité élevée. Haut niveau. Par exemple, les vilebrequins, les bielles, les arbres à cames utilisés dans les moteurs automobiles, les poutres avant nécessaires aux essieux avant, les fusées d'essieu, les demi-arbres utilisés pour les essieux arrière, les bagues de demi-arbre, les engrenages de transmission dans les boîtes d'essieux, etc., sont tous des pièces forgées de clés de sécurité. pour une conduite sécuritaire des automobiles.

2. Pièces forgées pour moteurs diesel

Le moteur diesel est une sorte de machine électrique et il est souvent utilisé comme moteur. En prenant comme exemple un gros moteur diesel, les pièces forgées utilisées comprennent la culasse, le tourillon principal, l'arbre d'extrémité de sortie de la bride d'extrémité du vilebrequin, la bielle, la tige de piston, la tête de piston, la goupille de traverse, l'engrenage de transmission du vilebrequin, la couronne dentée, l'engrenage intermédiaire et la pompe à huile. Il existe plus de dix types de corps, etc.

3. Pièces forgées marines

Les pièces forgées marines sont divisées en trois catégories : les pièces forgées pour moteurs principaux, les pièces forgées pour arbres et les pièces forgées pour gouvernail de direction. Les pièces forgées du moteur principal sont les mêmes que les pièces forgées du moteur diesel. Les pièces forgées d'arbre comprennent l'arbre de poussée, l'arbre intermédiaire et l'arbre arrière, etc. Les pièces forgées du système de gouvernail comprennent la mèche de gouvernail, le poteau de gouvernail, l'axe de gouvernail, etc.

4. Pièces forgées d’armes

Les pièces forgées occupent une place extrêmement importante dans l’industrie de l’armement. En poids, 60 % des réservoirs sont des pièces forgées. Les canons d'armes à feu, les freins de bouche et les queues d'armes à feu dans l'artillerie, les canons rayés et les baïonnettes triangulaires dans les armes d'infanterie, les lanceurs de fusées et de grenades sous-marines et les sièges de fixation, les corps de vannes en acier inoxydable pour les refroidisseurs à haute pression de sous-marins nucléaires, les obus, les balles, etc., sont tous les produits forgés. En plus des pièces forgées en acier, d’autres matériaux sont utilisés pour fabriquer des armes.

5. Pièces forgées pétrochimiques

Les pièces forgées sont largement utilisées dans les équipements pétrochimiques. Tels que les trous d'homme et les brides des réservoirs de stockage sphériques, diverses plaques tubulaires nécessaires aux échangeurs de chaleur, les brides soudées, les cylindres de forgeage entiers (récipients sous pression) des réacteurs de craquage catalytique, les joints de cylindre utilisés dans les réacteurs d'hydrogénation, les engrais chimiques. Le couvercle supérieur, le couvercle inférieur et la tête requis par l'équipement sont tous des pièces forgées.