Ce processus aligne la structure des grains du métal (les lignes microscopiques de type fibre dans le métal) pour s'écouler en continu dans toute la circonférence de l'anneau. C'est la clé de sa force supérieure.
Comment une bague forgée est-elle fabriquée? (Le processus étape par étape)
La méthode la plus courante est appelée roulement de bague. Voici comment cela fonctionne:
Matériel de départ: Le processus commence par un seul morceau de métal (billette) qui est chauffé à une température élevée (généralement plus de 2100 ° F / 1 150 ° C pour l'acier) pour le rendre malléable.
Bouleversant et coup de poing:
La billette chauffée est placée sous une presse et «bouleversée» (comprimée) pour former une forme épaisse et pancake.
Une presse puissante frappe ensuite un trou directement à travers le centre de cette crêpe, créant une forme de beignet rugueuse appelée "mul" ou préforme.
Roulement de bague:
La multitude chaude est placée sur un rouleau de fine ou de mandrin.
Un rouleau d'entraînement principal se déplace vers la multitude, appliquant une pression énorme et en serrant le mur entre eux.
Au fur et à mesure que les rouleaux tournent, le métal est étiré et la paroi devient plus mince, provoquant une expansion du diamètre de l'anneau.
Au cours de ce processus, les rouleaux axiaux (côté) peuvent également être utilisés pour contrôler la hauteur et la largeur de l'anneau.
Dimensionnement et finition: le roulement continue jusqu'à ce que l'anneau atteigne ses dimensions prédéterminées précises. Il est ensuite refroidi et subit divers processus de finition tels que l'usinage, le traitement thermique et les tests.
Cette animation illustre parfaitement le processus de roulement des anneaux:
Avantages et caractéristiques clés
Les anneaux forgés sont spécifiés pour les applications critiques en raison de leurs propriétés exceptionnelles:
Force supérieure et intégrité structurelle: le processus de forgeage affine la structure des grains du métal, le rendant dense et continu autour de la circonférence. Cela élimine les faiblesses comme la porosité, le retrait et les poches de gaz trouvées dans les pièces moulées.
Construction sans couture: parce qu'elle est formée à partir d'un seul morceau de métal, il n'y a pas de soudures. Cela élimine un point de défaillance potentiel des défauts de soudure, en particulier sous une contrainte élevée, une pression ou une charge cyclique.
Matériel et rentabilité: le roulement de la bague permet la création de grands diamètres avec une quantité relativement petite de matériau, minimisant les déchets par rapport à l'usinage d'un anneau à partir d'une plaque solide.
Résistance directionnelle: L'écoulement des grains est orienté pour fournir une résistance maximale dans le sens d'une contrainte la plus élevée - dépassant la circonférence. Ceci est idéal pour les pièces qui tournent ou contiennent une pression.
Capacité à faire de grandes pièces: Ce processus peut produire des anneaux de taille énorme (plus de 10 mètres / 30 pieds de diamètre) qui seraient impossibles ou impraticables à lancer ou à machine à partir d'une pièce solide.
Applications communes
Vous trouverez des anneaux forgés dans certains des secteurs industriels les plus exigeants:
Aérospatiale: boîtes de moteur, supports de turbine et composants rotatifs dans les moteurs à réaction.
Énergie éolienne: les anneaux de roulement critiques qui relient les nacelles (le boîtier principal) à la tour, permettant à la turbine de tourner et de faire face au vent.
Huile et gaz: brides, équipement de tête de puits et composants pour les pipelines sous-marins qui doivent résister à des pressions extrêmes et des environnements corrosifs.
Machines lourdes: engrenages, rouleaux pour l'équipement minier et grands roulements pour les grues de construction.
Énergie nucléaire: les supports des vaisseaux sous pression et autres composants structurels critiques au sein d'un réacteur.
Space & Defense: sections du corps de fusée, composants de véhicules de lancement et anneaux de missiles.
En bref, un anneau forgé est un composant métallique circulaire à haute résistance et transparente dont le processus de fabrication est adapté pour fournir une fiabilité inégalée pour les applications les plus critiques de l'ingénierie moderne.