En tant que fournisseur de robustes, j'ai été témoin de première main l'importance de comprendre les défauts de forage communs et leurs causes. Ces connaissances sont non seulement cruciales pour maintenir une production de haute qualité mais aussi pour répondre aux divers besoins de nos clients. Dans ce blog, je partagerai certains des défauts de forgeage les plus répandus et ce qui les mène.
1. Fissures
Les fissures sont l'un des défauts de forgeage les plus graves. Ils peuvent être classés en fissures de surface et en fissures internes, chacune avec son propre ensemble de causes.
Fissures de surface
Les fissures de surface sont visibles sur la surface extérieure du forgeage. Une cause fréquente est une déformation excessive pendant le processus de forgeage. Lorsque le métal est déformé au-delà de sa limite de ductilité, la couche de surface ne peut pas résister à la contrainte, entraînant des fissures. Par exemple, si la vitesse de forgeage est trop élevée ou si le rapport de réduction de chaque passe est trop grand, le métal peut ne pas avoir assez de temps pour s'écouler uniformément, conduisant à la concentration de contrainte à la surface et éventuellement à se fissurer.
Une autre cause de fissures de surface est une mauvaise qualité des matériaux. Si la matière première contient des impuretés telles que le soufre et le phosphore, ces éléments peuvent réduire la ductilité et la ténacité du métal. Pendant le forgeage, la présence de ces impuretés peut agir comme des étendants de contrainte, initiant des fissures à la surface. De plus, un chauffage inapproprié de la matière première peut également contribuer aux fissures de surface. La surchauffe peut faire pousser la structure des grains du métal anormalement, affaiblir le matériau et la rendre plus sujette à la fissuration.
Fissures internes
Les fissures internes sont plus difficiles à détecter mais peuvent être tout aussi préjudiciables aux performances du forgeage. Une cause majeure de fissures internes est la déformation non uniforme. Lorsque le processus de forgeage ne garantit pas une distribution uniforme de la contrainte et de la déformation dans le métal, des concentrations de contraintes internes peuvent se produire. Par exemple, dans les formes complexes en forme, les zones avec différentes zones transversales peuvent ressentir différents degrés de déformation, conduisant à des fissures internes aux interfaces entre ces zones.
Un contrôle de température de forgeage inadéquat peut également entraîner des fissures internes. Si la température de forgeage est trop basse, le métal devient moins malléable et les contraintes internes générées pendant la déformation ne peuvent pas être soulagées, entraînant une formation de fissures. D'un autre côté, si la température est trop élevée pendant une période prolongée, le métal peut subir une oxydation des frontières des grains, ce qui affaiblit les frontières des grains et rend le forgement sensible à la fissuration interne.
2. Porosité
La porosité fait référence à la présence de petits vides ou cavités dans le forgeage. Il peut réduire considérablement la résistance et la densité du forgeage.
Porosité des gaz
La porosité du gaz est principalement causée par le piégeage des gaz pendant le processus de forgeage. Lorsque le métal fondu se solidifie, les gaz tels que l'hydrogène, l'azote et l'oxygène peuvent être piégés à l'intérieur du métal. Ces gaz peuvent provenir de diverses sources, y compris la matière première elle-même, les lubrifiants utilisés pendant le forgeage ou l'atmosphère dans l'environnement de forgeage. Par exemple, si la matière première a une teneur élevée en gaz ou si le lubrifiant se décompose pendant le forgeage, il peut libérer des gaz qui sont piégés dans le forgeage.
Porosité de rétrécissement
La porosité de rétrécissement se produit en raison du retrait du volume du métal pendant la solidification. Lorsque le métal se refroidit de l'état fondu à l'état solide, son volume diminue. Si le métal n'a pas assez de temps pour remplir l'espace créé par le retrait, les vides se formeront. Cela est plus susceptible de se produire dans les formes de grande taille ou dans des zones avec des sections croisées épaisses où le taux de refroidissement est plus lent.
3. Ferme à froid
Un fermeture froide est un défaut où deux surfaces métalliques ne fusionnent pas correctement pendant le forgeage. Il apparaît comme une ligne ou une couture visible à la surface de la forge.
La principale cause de fermeture froide est le débit mal de métal pendant le forgeage. Lorsque le débit métallique est interrompu ou restreint, les surfaces métalliques nouvellement formées peuvent ne pas entrer en contact et se lier ensemble. Cela peut se produire lorsque la matrice de forgeage a des coins pointus ou lorsque le métal n'est pas correctement lubrifié. Des coins pointus dans la matrice peuvent provoquer l'écoulement du métal de manière irrégulière, empêchant la fusion appropriée. Une lubrification insuffisante peut également augmenter le frottement entre le métal et la matrice, entravant le flux lisse du métal et conduisant à des défauts de fermeture à froid.
4. Inclusions d'échelle
Les inclusions d'échelle sont des particules d'échelle d'oxyde qui sont piégées à l'intérieur du forgeage. L'échelle de l'oxyde se forme à la surface du métal lorsqu'elle est chauffée en présence d'oxygène.
Pendant le forgeage, si l'échelle n'est pas retirée correctement avant que le métal ne soit déformé, il peut être pressé dans le métal, entraînant des inclusions d'échelle. Cela peut se produire lorsque le processus de desseins est inadéquat ou lorsque l'opération de forgeage est effectuée trop tôt après le chauffage, avant que l'échelle n'ait été complètement supprimée. Les inclusions d'échelle peuvent réduire les propriétés mécaniques du forgeage, telles que sa résistance et sa ductilité, et peuvent également provoquer des problèmes de finition de surface.
5. Perturbations du flux de grains
Le flux de grains dans un forgeage est un facteur important qui détermine ses propriétés mécaniques. Des perturbations du flux de grains se produisent lorsque l'écoulement normal des grains métalliques est interrompu pendant le forgeage.
Une cause de perturbations du flux de grains est la conception inappropriée. Si la forme de la matrice ne permet pas un débit lisse et continu du métal, l'écoulement des grains sera perturbé. Par exemple, un dé avec des changements soudains dans les transitions transversales ou nettes peut entraîner brusquement la direction des grains métalliques, conduisant à un schéma d'écoulement de grains non uniforme.
Les opérations de forgeage incorrectes peuvent également perturber le flux de grains. Forgeant ou moins - forgeant peut tous deux avoir un impact négatif sur le flux de grains. Le forgeur peut provoquer une déformation excessive et une rupture de la structure des grains, tandis que sous - Le forgeage peut ne pas être suffisant pour établir un schéma d'écoulement des grains approprié.
En tant que fournisseur de robustes, nous sommes bien conscients de ces défauts de forge commun et prenons de nombreuses mesures pour les empêcher. Nous avons des procédures de contrôle de la qualité strictes en place, de la sélection des matières premières à l'inspection finale des pièces forgées. Nos ingénieurs et techniciens expérimentés conçoivent soigneusement les processus de forgeage, en prenant en compte des facteurs tels que la conception de la matrice, la température de forgeage et le taux de déformation pour assurer des pièces forgées de haute qualité.
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Références
- Metals Handbook: Forging, ASM International
- Fondamentaux de la formation des métaux, McGraw - Hill Education
- Forging Technology and Applications, CRC Press
