Les facteurs d'influence du traitement thermique des pièces forgées en métal

Dans la production de pièces forgées, en plus de garantir la forme et la taille requises de la pièce forgée, elle doit également répondre aux exigences de performance de la pièce lors de son utilisation. En utilisant une technologie de forgeage et des paramètres de processus raisonnables, l'organisation et la structure des matières premières peuvent être améliorées grâce aux performances suivantes :

• Casser les cristaux colonnaires, améliorer la macroségrégation, transformer la structure brute de coulée en structure forgée et, dans les conditions de température et de contrainte appropriées, souder les vides internes pour augmenter la densité du matériau ;
• Le lingot est forgé pour former une structure fibreuse, et un laminage, une extrusion et un forgeage supplémentaires sont utilisés pour obtenir une répartition raisonnable de la direction des fibres pour le forgeage ;
• Contrôler la taille et l'uniformité des grains de cristal ;
• Améliorer la répartition de la deuxième phase (comme les carbures d'alliage dans ledeburite rigide);
• La structure est renforcée par déformation ou transformation de phase de déformation.

En raison de l'amélioration de la structure mentionnée ci-dessus, la plasticité, la résistance aux chocs, la résistance à la fatigue et la durabilité des pièces forgées ont également été améliorées, puis grâce au traitement thermique final des pièces, une bonne combinaison de dureté, de résistance et de plasticité requise par les pièces peuvent être obtenues. performance.

Si le processus de forgeage utilisé est déraisonnable, il peut produire des défauts de forgeage, y compris des défauts de surface, des défauts internes ou des performances non qualifiées, qui affecteront la qualité de traitement des processus ultérieurs, et certains affecteront sérieusement les performances des pièces forgées et réduiront la qualité des produits finis . La durée de vie de la batterie peut même mettre en danger la sécurité.

L'influence de la structure de forgeage sur la structure et les propriétés après le traitement thermique final se manifeste principalement dans les aspects suivants :

• Défauts structurels non améliorables : aciers inoxydables austénitiques et ferritiques réfractaires, alliages haute température, alliages d'aluminium, alliages de magnésium, etc., matériaux n'ayant pas de transformation isomérique lors du chauffage et du refroidissement, ainsi que certains alliages de cuivre et Pour les alliages de titane, la les défauts de structure générés pendant le processus de forgeage ne peuvent pas être améliorés par un traitement thermique.
• Défauts d'organisation qui peuvent être améliorés : structure à gros grains et Widmanstatten en général des pièces forgées en acier de construction surchauffées, légers réseaux de carbures provoqués par un mauvais refroidissement des aciers hypereutectoïdes et des aciers porteurs lors du traitement thermique post-forgeage traitement thermique de la forge (3) Défauts d'organisation difficiles à éliminer par traitement thermique normal : tels que l'inox 9Cr18 à faible grossissement, les carbures jumelés de H13, etc., nécessitent une normalisation à haute température, une normalisation répétée, décomposition à basse température, recuit de diffusion à haute température et autres mesures à améliorer .
• Défauts d'organisation qui ne peuvent pas être éliminés par le procédé général de traitement thermique : fractures graves de la pierre et des crêtes, surcombustion, bandes de ferrite en acier inoxydable, mailles et bandes de carbure en acier à outils allié à la lédeburite, etc. Les performances des pièces forgées après traitement thermique diminuent ou échoue même.
• Défauts de microstructure qui se développeront davantage lors du traitement thermique final : Par exemple, la structure à gros grains dans les pièces forgées en acier de construction allié, si le traitement thermique après forgeage n'est pas amélioré, provoque souvent de la martensite après carbone, nitruration et trempe L'aiguille est épaisse et la performance n'est pas qualifiée ; les carbures à bandes épaisses dans les aciers rapides provoquent souvent des fissures lors de la trempe.
• Si le chauffage est incorrect, par exemple, la température de chauffage est trop élevée et le temps de chauffage est trop long, cela provoquera des défauts tels que la décarburation, la surchauffe et la surchauffe.
• Pendant le processus de refroidissement après le forgeage, si le processus est incorrect, cela peut provoquer des fissures de refroidissement, des taches blanches, etc., qui peuvent se fissurer pendant le traitement thermique.

Quels sont les effets de la coupe sur la qualité des pièces traitées thermiquement ?

• Dans l'état de trempe et de revenu, de recuit et de normalisation de la pièce, la dureté est inférieure à 45HRC, et la qualité de la pièce, y compris la finition de surface, la contrainte résiduelle, la tolérance d'usinage et l'élimination de la couche de décarburation de surface appauvrie en carbone n'est pas affecté par le processus de coupe. De toute évidence, cela n'entraînera pas de changement dans les performances potentielles de la pièce.
• Le traitement de pièces en acier trempé ou de pièces est également appelé traitement dur. La dureté des pièces est aussi élevée que 50 ~ 65HRC. Les matériaux comprennent principalement l'acier trempé ordinaire, l'acier à matrice trempé, l'acier à roulement, l'acier laminé et l'acier rapide, etc. L'impact de la coupe est plus évident. Des facteurs tels que la génération et la conduction de chaleur de coupe, la friction à grande vitesse et l'usure pendant le processus de coupe causeront un certain degré de dommages à la surface usinée. L'intégrité de la surface usinée pendant la coupe dure comprend principalement la texture de la surface, la dureté, la rugosité de la surface, la précision dimensionnelle, la répartition des contraintes résiduelles et la génération de couche blanche.

La dureté de la surface usinée augmente avec l'augmentation de la vitesse de coupe et diminue avec l'augmentation de la vitesse d'avance et de la quantité de coupe. Et plus la dureté de la surface usinée est élevée, plus la profondeur de la couche durcie est grande. Les résultats montrent que la contrainte de compression résiduelle uniforme sur la surface de la pièce après une coupe dure, tandis que la contrainte de compression maximale de la pièce après le meulage est principalement concentrée sur la surface de la pièce.

Plus le rayon de l'angle obtus de l'outil est grand, plus la valeur de la contrainte de compression résiduelle est élevée ; plus la dureté de la pièce est élevée, plus la valeur de la contrainte de compression résiduelle est élevée. La dureté de la pièce a une grande influence sur l'intégrité de la surface de la pièce. Plus la dureté de la pièce est élevée, plus la formation de contraintes de compression résiduelles est propice.

Un autre facteur important qui affecte la qualité de surface de la coupe dure est la formation de couches blanches. La couche blanche est une structure formée par le processus de coupe dure. Il présente des caractéristiques d'usure uniques : d'une part, il présente une dureté élevée et une bonne résistance à la corrosion ; d'autre part, il présente une fragilité élevée, ce qui est facile à provoquer une rupture d'effritement précoce. Il peut même se fissurer après avoir été placé pour une étape après le traitement. Lors de la découpe d'acier à roulement AISIE52100 trempé avec des outils en céramique et PCBN sur un tour CNC à haute rigidité, il a été constaté que les couches de surface et sous-surface de la pièce ont changé dans leur microstructure. La microstructure est composée d'une couche non trempée blanche et d'une couche surtrempée noire.

À l'heure actuelle, l'opinion selon laquelle la couche blanche est considérée comme une structure martensitique a été unanimement reconnue, et le principal différend réside dans la structure fine de la couche blanche. Une vue est que la couche blanche est le résultat d'un changement de phase et est composée de martensite à grain fin formée par un chauffage rapide et un refroidissement soudain du matériau pendant le processus de coupe. Un autre point de vue est que la formation de la couche blanche n'est qu'un terme de mécanisme de déformation, qui n'est qu'une martensite non conventionnelle obtenue par déformation plastique.

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