Le forgeage est une technique de fabrication utilisée pour façonner des matériaux en titane en appliquant une force externe à une billette de titane, entraînant une déformation plastique et améliorant les performances. Ce processus est utilisé dans la production de pièces mécaniques, de pièces à usiner, d'outils et d'ébauches. En fonction du mouvement du curseur, il existe deux types de méthodes de forgeage : le mouvement vertical et horizontal du curseur, utilisé pour forger des pièces fines, et l'utilisation de dispositifs de compensation pour permettre un mouvement dans d'autres directions. Le choix de la méthode de forgeage affecte des facteurs tels que la force de forgeage, le processus, l'utilisation des matériaux, le rendement, les tolérances dimensionnelles, la lubrification et les méthodes de refroidissement. La réalisation de l’automatisation des opérations de forgeage dépend de ces facteurs.
Le forgeage peut être classé en fonction du mouvement de la billette en forgeage libre, refoulement, extrusion, matriçage, matriçage fermé et refoulement fermé. Le matriçage et le refoulement fermés offrent une utilisation élevée du matériau car il n'y a aucune perte de matériau due aux bords volants. Ces méthodes permettent la production de pièces forgées complexes en un ou plusieurs processus. L'absence de bords volants réduit la zone de force requise pour le forgeage, ce qui entraîne une charge inférieure. Il est toutefois crucial d’éviter une restriction totale du cantonnement. Par conséquent, un contrôle strict du volume des billettes, de la position relative de la matrice de forgeage, une mesure précise des pièces forgées et des efforts pour minimiser l’usure de la matrice de forgeage sont nécessaires.
En fonction du mouvement de la matrice de forgeage, les techniques de forgeage peuvent être classées en laminage pendulaire, forgeage à pivot pendulaire, forgeage au rouleau, laminage croisé en coin, laminage en anneau et laminage incliné. Le laminage pendulaire, le forgeage à pivot pendulaire et le laminage annulaire peuvent également être utilisés pour le forgeage fin. Le forgeage par laminage et le laminage croisé peuvent être utilisés comme méthodes de prétraitement des matériaux minces afin d'améliorer l'utilisation des matériaux. Le forgeage rotatif, similaire au forgeage libre, implique un formage partiel et offre l'avantage de nécessiter moins de force de forgeage par rapport à la taille du forgeage. Dans le forgeage rotatif, y compris le forgeage libre, le matériau se dilate de la surface de la matrice à la surface libre pendant le traitement, ce qui rend difficile le maintien de la précision. Par conséquent, le contrôle informatique du mouvement de la matrice de forgeage et du processus de forgeage rotatif permet la production de produits de forme complexe et de haute précision avec de faibles forces de forgeage, tels que des aubes de turbine et des pièces forgées de grande taille avec diverses variétés.
Pour obtenir une précision élevée, il convient de veiller à éviter toute surcharge au point mort bas et de contrôler la vitesse et la position de la matrice. Ces facteurs ont un impact significatif sur les tolérances de forgeage, la précision de la forme et la durée de vie des matrices. De plus, des mesures telles que l'ajustement du jeu du guide coulissant, la garantie de la rigidité, l'ajustement du point mort inférieur et l'utilisation de dispositifs de transmission subventionnés doivent être mises en œuvre pour maintenir la précision.
Les matériaux de forgeage du titane sont principalement constitués de titane pur et d’alliages de titane de compositions diverses. Ces matériaux existent sous forme de barres, de lingots, de poudre métallique ou de métal liquide. Le taux de forgeage, qui fait référence au rapport entre la surface de la section transversale avant déformation et celle après déformation, joue un rôle crucial dans l'obtention de la qualité du produit et la réduction des coûts. Les barres rondes ou carrées sont couramment utilisées comme billettes pour les pièces forgées de petite et moyenne taille. Les barres offrent une organisation uniforme et excellente des grains, des propriétés mécaniques, une forme et une taille précises et une bonne qualité de surface, facilitant la production de masse. En contrôlant la température de chauffage et les conditions de déformation, il est possible de forger des pièces forgées hautes performances sans nécessiter de déformation importante.
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