Quelles sont les différences entre la frappe à froid, la frappe à chaud et la frappe à chaud ?
Dans les procédés de fabrication de fixations, le forgeage à froid, le forgeage à chaud et le forgeage à tiède sont les principaux procédés adaptés à la production de boulons, vis, écrous et rivets . Nous présentons ici les différences, les avantages et les inconvénients, ainsi qu'une comparaison de ces trois procédés.
Tête froide
Le forgeage à froid déforme le métal en dessous de son point de recristallisation et est généralement effectué à température ambiante.
Avantages
La frappe à froid améliore la résistance à la traction et la limite d'élasticité tout en réduisant la ductilité. Le métal le plus couramment utilisé dans les applications de frappe à froid est généralement l'acier au carbone ou l'acier allié au carbone. Il s’agit généralement d’un processus à matrice fermée. C'est généralement moins cher que le frappe à chaud et le produit final nécessite peu de finition. En raison de l'amélioration de la résistance du métal par frappe à froid, des matériaux de qualité inférieure peuvent parfois être utilisés pour produire des pièces qui ne peuvent pas être usinées ou frappées à chaud.
La frappe à froid est également moins sensible à la pollution et les produits finis présentent une meilleure finition de surface globale.
Désavantages
- La surface métallique doit être propre et exempte de calamine avant le forgeage.
- Faible ductilité du métal
- Des contraintes résiduelles peuvent survenir
- Nécessite un équipement plus lourd et plus grand
- Besoin d'un moule plus résistant
Titre chaud
Lors du forgeage à chaud, la billette est chauffée à une température supérieure au point de recristallisation du métal par chauffage par induction ou dans le four ou le four de forgeage.
Cette température extrêmement élevée est nécessaire pour éviter le durcissement des métaux lors de la déformation. Étant donné que le métal est à l’état plastique, il peut être transformé en formes assez complexes, tout en conservant sa ductilité et sa ténacité.
La température moyenne de forgeage requise pour le forgeage à chaud de différents métaux
Acier: 1150 ° C
Alliage d'aluminium: 360-520 ° C
Alliage de cuivre: 700-800 ° C
Afin de forger certains métaux, comme l'acier superallié, un type de frappe à chaud appelé forgeage isotherme est adopté.
Avantages
Ici, la matrice est chauffée à une température proche de la billette pour éviter le refroidissement superficiel de la pièce lors du forgeage. Le forgeage est parfois réalisé sous atmosphère contrôlée pour minimiser la formation de tartre d'oxyde.
D'une manière générale, complexe pièces de fixation sont fabriqués par frappe à chaud, car cela permet au matériau de se déformer dans son état plastique et le métal est plus facile à traiter.
Facteurs à prendre en compte pour la frappe à chaud
- Réalisation de pièces complexes
- Dimensions de précision moyenne et faible
- Faible contrainte ou faible écrouissage
- Structure granulaire uniforme
- Ductilité accrue
Désavantages
- Faible tolérance précise
- Le matériau peut se déformer pendant le refroidissement
- Modification de la structure du grain du métal
- Réaction chimique possible entre l'atmosphère environnante et le métal
Titre chaud
La frappe à chaud est réalisée en dessous de la température de recristallisation mais au-dessus de la température ambiante, ce qui permet de surmonter les inconvénients de la frappe à chaud et de la frappe à froid et d'en tirer les avantages.
Avantages
Par rapport au emboutissage à chaud, la tolérance peut être contrôlée avec plus de précision et la formation de tartre d'oxyde est moindre. Par rapport à la frappe à froid, le coût de traitement est inférieur, ce qui réduit l'écrouissage et améliore la ductilité.
Comparaison de la frappe à froid, de la frappe à chaud et de la frappe à chaud
1. Bien que la frappe à froid présente de nombreux avantages, sa grande résistance à la déformation limite la taille des pièces.
2. Bien que le emboutissage à chaud puisse réduire la résistance à la déformation des matériaux, en raison des problèmes d'oxydation, de décarburation et de dilatation thermique causés par le chauffage, la précision dimensionnelle et la qualité de surface des produits sont réduites. Par conséquent, il nécessite généralement un processus de découpe approfondi pour être utilisé comme produit final.
3. Le chauffage à chaud consiste à chauffer l'ébauche à une température appropriée inférieure à la température de recristallisation du métal pour l'extrusion. En raison du chauffage du métal, la résistance à la déformation de l'ébauche est réduite, le formage est facile. Le tonnage de la presse peut être réduit et la durée de vie de la matrice est prolongée. Cependant, il est différent du frappe à chaud car la possibilité d'oxydation et de décarburation est faible lorsqu'il est chauffé dans la plage de température relativement basse, et les propriétés mécaniques du produit ne sont pas différentes des produits de frappe à froid. En particulier, les matériaux difficiles à usiner à température ambiante, tels que l'acier inoxydable, l'acier à haute teneur en carbone, certains aciers à haute teneur en chrome, peuvent devenir usinables ou faciles à usiner lors du frappe à chaud.
4. Le frappe à chaud convient non seulement aux matériaux difficiles à usiner avec une résistance élevée à la déformation, mais également à l'acier à faible teneur en carbone qui convient également au frappe à froid, car le frappe à chaud présente l'avantage de faciliter la production continue. Lors de la frappe à froid, il est généralement nécessaire d'effectuer un recuit d'adoucissement au préalable avant le traitement, et un traitement de recuit est également requis entre chaque processus de frappe à froid. Le traitement de passivation doit être effectué avant la frappe à froid, ce qui rend difficile l'organisation d'une production continue. Le recuit entre chaque processus peut être omis, ainsi que le traitement de surface, ce qui permet d'organiser une production continue. Au moins, de nombreux processus auxiliaires peuvent être réduits.
5. Le captage à chaud peut adopter une grande déformation, de sorte que le nombre de processus peut être réduit. Le coût du moule peut également être considérablement réduit et l'équipement de forgeage et de pressage à prix élevé avec une rigidité extrêmement élevée n'est pas nécessaire. L'équipement général de forgeage et de pressage peut être utilisé. Par conséquent, bien que le forgeage à chaud nécessite de chauffer le métal, le coût total du traitement est relativement bon marché.
6. À l’heure actuelle, le lubrifiant utilisé pour le forage à chaud n’est pas entièrement satisfaisant. Parallèlement, il manque également des données concrètes sur le traitement et de nombreux problèmes techniques restent à résoudre.
Résumé
Cet article analyse les processus de frappe à froid, de frappe à chaud et de frappe à chaud. Grâce aux comparaisons des trois processus, vous pouvez sélectionner les méthodes de formage les plus appropriées utilisées pour le processus de fabrication des fixations.
