La tôle d'acier inoxydable, grâce à son excellente résistance à la corrosion, sa haute résistance et sa belle surface, est largement utilisée dans la construction, l'électroménager, le transport, les équipements industriels et d'autres domaines. En tant que l'un des processus clés de la fabrication de tôles d'acier inoxydable, le forgeage affecte directement ses propriétés mécaniques et la qualité de sa surface. Cet article discutera en détail du processus de forgeage des tôles d'acier inoxydable, couvrant la sélection des matériaux, le chauffage, le processus de forgeage, le traitement thermique, le traitement de surface, le contrôle qualité et le traitement ultérieur.
1. Préparation des matériaux
1.1 Types d'acier inoxydable
L'acier inoxydable peut être divisé en de nombreux types en fonction de sa composition chimique et de sa microstructure, les plus courants sont :
Acier inoxydable austénitique : tel que 304 et 316, avec une bonne résistance à la corrosion et une bonne soudabilité.
Acier inoxydable ferritique : tel que 430, avec une résistance et un magnétisme élevés.
Acier inoxydable martensitique : tel que 410, avec une dureté et une résistance à l'usure élevées.
Acier inoxydable duplex : tel que 2205, combinant les avantages de l'austénite et de la ferrite, avec une résistance et une résistance à la corrosion élevées.
1.2 Sélection des matériaux
Le choix du bon type d'acier inoxydable est la première étape du processus de forgeage. En fonction des exigences d'application du produit final, des matériaux en acier inoxydable avec des propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion correspondantes sont sélectionnés. Par exemple, des tôles d'acier inoxydable 304 ou 316 sont généralement sélectionnées pour la construction, tandis que les équipements industriels peuvent nécessiter de l'acier inoxydable duplex à résistance plus élevée.
1.3 Préparation de l'ébauche
La sélection et la préparation de l'ébauche sont très importantes pour le processus de forgeage. La billette est généralement un lingot ou une ébauche d'acier, et sa taille et sa forme doivent être conçues en fonction des exigences du produit final. La surface de la billette doit être propre, sans fissures, pores ni autres défauts.
2. Chauffage
2.1 Température de chauffage
La température de forgeage de l'acier inoxydable se situe généralement entre 1000 °C et 1250 °C. La température dépend du type et de la composition de l'acier inoxydable. Une température de chauffage élevée peut entraîner des grains grossiers et affecter les propriétés mécaniques. Une température trop basse peut entraîner des difficultés de forgeage et des fissures.
2.2 Équipement de chauffage
Les équipements de chauffage couramment utilisés comprennent les fours à gaz, les fours électriques et les fours à induction. Les fours à gaz conviennent à la production de masse, tandis que les fours électriques et les fours à induction conviennent aux petites séries et à la production de haute précision.
2.3 Temps de chauffage
Le temps de chauffage doit être ajusté en fonction de la taille de la billette et des performances de l'équipement de chauffage. Un temps de chauffage trop court peut entraîner une température interne inégale de la billette et affecter la qualité du forgeage ; Un temps de chauffage trop long peut entraîner des grains grossiers et un gaspillage d'énergie.
3. Processus de forgeage
3.1 Forgeage préliminaire
Le forgeage initial est le processus de formage de l'ébauche chauffée. Une pression est appliquée à l'ébauche par une presse ou une machine de forgeage au marteau pour provoquer une déformation plastique, éliminer les défauts internes et améliorer la structure organisationnelle. L'objectif du forgeage précoce est de rapprocher l'ébauche de la forme finale tout en améliorant sa densité et son uniformité.
3.2 Forgeage de précision
Le forgeage de précision est un usinage ultérieur sur la base du forgeage initial pour obtenir la forme et la taille finales. Au cours du processus de forgeage de précision, la température de forgeage et la quantité de déformation doivent être strictement contrôlées pour garantir la qualité de la surface et la structure interne du produit. La tôle d'acier inoxydable après forgeage de précision doit avoir une grande précision dimensionnelle et un bon état de surface.
3.3 Équipement de forgeage
Les équipements de forgeage couramment utilisés comprennent les presses hydrauliques, les presses mécaniques et les machines de forgeage au marteau. La presse hydraulique convient au forgeage de formes grandes et complexes, la presse mécanique convient aux produits de petite et moyenne taille, et la machine de forgeage au marteau convient à la production de haute précision et de petites séries.
4. Traitement thermique
4.1 Recuit
Le recuit est le processus de chauffage de la tôle d'acier inoxydable forgée à une certaine température et de refroidissement lent après l'avoir maintenue pendant une période de temps. Le but du recuit est d'éliminer les contraintes internes générées lors du processus de forgeage et d'améliorer la plasticité et la ténacité du matériau. La température et le temps de recuit doivent être ajustés en fonction du type et de la composition de l'acier inoxydable.
4.2 Trempe et revenu
La trempe est le processus de chauffage de la tôle d'acier inoxydable au-dessus de la température critique et de refroidissement rapide pour obtenir une dureté et une résistance élevées. Le revenu est le chauffage de la tôle d'acier inoxydable à une température inférieure après la trempe, puis le refroidissement après l'avoir maintenue pendant une période de temps pour ajuster la dureté et la ténacité. Le processus de trempe et de revenu doit être conçu en fonction des exigences de performance du produit final.
4.3 Équipement de traitement thermique
Les équipements de traitement thermique couramment utilisés comprennent les fours à boîte, les fours à puits et les fours continus. Les fours à boîte conviennent à la production de petites séries, les fours à puits conviennent aux grands produits et les fours continus conviennent à la production à grande échelle.
5. Traitement de surface
5.1 Décapage
Le décapage est le processus d'élimination chimique des oxydes et des impuretés de la surface des tôles d'acier inoxydable. Les solutions de décapage courantes comprennent l'acide nitrique, l'acide fluorhydrique et l'acide sulfurique. Après le décapage, un lavage à l'eau et une neutralisation adéquats doivent être effectués pour empêcher la corrosion de l'acide résiduel sur la tôle d'acier inoxydable.
5.2 Polissage
Le polissage est le processus d'amélioration de l'état de surface des tôles d'acier inoxydable. Les méthodes de polissage courantes comprennent le polissage mécanique, le polissage chimique et le polissage électrolytique. Le polissage mécanique convient aux grandes surfaces et au polissage grossier, le polissage chimique et le polissage électrolytique conviennent à la haute précision et au polissage miroir.
5.3 Revêtement
Le revêtement est le revêtement d'un film protecteur sur la surface de la tôle d'acier inoxydable pour améliorer sa résistance à la corrosion et son esthétique. Les matériaux de revêtement couramment utilisés comprennent la peinture, les revêtements en poudre et la galvanoplastie. Le processus de revêtement doit être sélectionné en fonction des exigences d'application du produit final.
6. Contrôle qualité
6.1 Contrôle dimensionnel
Le contrôle dimensionnel est une étape importante pour garantir que la taille et la forme de la tôle d'acier inoxydable répondent aux exigences de conception. Les outils de test courants comprennent les étriers, les micromètres et les instruments de mesure de coordonnées. Des contrôles dimensionnels doivent être effectués à toutes les étapes du forgeage, du traitement thermique et du traitement de surface.
6.2 Contrôle non destructif
Le contrôle non destructif est le processus de détection des défauts internes dans les tôles d'acier inoxydable par des méthodes non destructives. Les méthodes de contrôle non destructif courantes comprennent les ultrasons, les rayons X et le contrôle par particules magnétiques. Le contrôle non destructif doit être effectué après le forgeage et le traitement thermique pour garantir la qualité interne du produit.
6.3 Test des propriétés mécaniques
Le test des propriétés mécaniques est une étape importante pour évaluer les propriétés mécaniques des tôles d'acier inoxydable. Les éléments de test couramment utilisés comprennent le test de traction, le test de dureté et le test de choc. Le test des propriétés mécaniques doit être conçu en fonction des exigences d'application du produit final.
7. Découpe et formage
7.1 Découpe
La découpe est le processus de découpe des tôles d'acier inoxydable à la taille requise en fonction de la demande. Les méthodes de découpe courantes comprennent le cisaillement, la découpe au laser et la découpe au plasma. Le cisaillement convient à la découpe en ligne droite, la découpe au laser et la découpe au plasma conviennent aux formes complexes et à la découpe de haute précision.
7.2 Formage
Le moulage est le processus de transformation des tôles d'acier inoxydable en produits finaux par pliage, estampage et autres procédés. Les équipements de formage couramment utilisés comprennent les plieuses, les poinçonneuses et les machines de formage hydrauliques. Le processus de moulage doit être conçu en fonction de la forme et de la taille du produit final.
8. Résumé
Le processus de forgeage de la tôle d'acier inoxydable est un processus complexe et précis, impliquant la sélection des matériaux, le chauffage, le forgeage, le traitement thermique, le traitement de surface, le contrôle qualité et le traitement ultérieur. Chaque étape nécessite un contrôle strict des paramètres du processus pour garantir que le produit final possède d'excellentes propriétés mécaniques et une qualité de surface. Grâce à une conception de processus scientifique et à un contrôle qualité strict, des tôles d'acier inoxydable de haute qualité peuvent être produites pour répondre aux besoins de diverses applications.
