Processus de forgeage de roues en acier de forgeage à matrice rapprochée utilisées sur les wagons de marchandises dans les sucreries

Le processus de forgeage à matrice rapprochée pour les roues en acier utilisées sur les wagons de fret dans une usine de sucre implique une série d'étapes pour produire des roues solides et durables capables de supporter de lourdes charges, une usure élevée, et conditions difficiles typiques dans les environnements industriels. Ces roues sont essentielles pour assurer le bon fonctionnement des wagons de fret qui transportent la canne à sucre, le sucre brut et les produits finis à l'intérieur de l'usine ou entre les lieux de transformation.

Voici un aperçu détaillé du processus de forgeage des roues en acier utilisées dans les wagons de fret d'une sucrerie:

1. Sélection du matériel

La première étape du processus de fabrication consiste à choisir le bon matériau pour les roues en acier. Les aciers au carbone ou aciers alliés sont couramment utilisés en raison de leur haute résistance, de leur ténacité et de leur résistance à l'usure. Le matériau est choisi en fonction des exigences spécifiques en matière de support de charge, de résistance à la fatigue et de résistance à l'abrasion qui sont typiques des roues de wagon de fret.

· Grades d'acier typiques:

Acier au carbone (par exemple, 1045 AISI)

Acier allié (par exemple, 4140 AISI, 4340)

· L'acier doit être exempt de défauts comme le soufre, le phosphore et d'autres inclusions, assurant l'intégrité de la pièce forgée.

2. Pré-chauffage du matériau

Avant le début du processus de forgeage, les billettes ou lingots d'acier sont préchauffés dans un four à la température de forgeage requise. Ce processus aide à:

· Augmentez la ductilité du matériau, ce qui le rend plus facile à façonner.

· Réduire la quantité d'énergie nécessaire pour déformer le matériau.

· Empêchez la fissuration ou d'autres défauts causés par des changements soudains de température.

La température de forgeage typique de l'acier se situe entre 1000 ° C et 1250 ° C (1832 ° F à 2282 ° F), selon la nuance d'acier spécifique utilisée.

3. Die Conception et préparation

· Die Design: La matrice de forgeage à matrice fermée de la roue en acier est conçue pour correspondre à la géométrie finale de la roue. La conception doit prendre en compte la forme, la taille et la complexité de la roue, ainsi que la façon dont le matériau s'écoulera à l'intérieur de la cavité de la matrice. La matrice doit également être conçue pour éviter les défauts tels que les obturations à froid ou les problèmes d'écoulement des matériaux.

· Matériaux de matrice: Les matrices sont fabriquées à partir d'aciers à outils à haute résistance (par exemple, H13), qui peuvent résister à la pression intense et aux températures élevées rencontrées pendant le processus de forgeage.

· Die Préchauffage: les matrices sont préchauffées pour éviter les chocs thermiques pendant le processus de forgeage. Cela garantit un écoulement constant du matériau et réduit le risque de fissures ou de défauts.

4. processus de forgeage (formation de forme)

Une fois que les billettes ou lingots d'acier sont chauffés à la bonne température, le processus de forgeage commence. Lors du forgeage à matrice fermée, le matériau chauffé est placé dans une cavité de filière, où il est comprimé et façonné sous haute pression. Les étapes de forgeage impliquent généralement:

· Compression initiale: La billette chauffée est placée entre les matrices supérieure et inférieure, et le matériau est comprimé à l'aide d'une presse mécanique ou hydraulique. La première étape de compression commence à façonner le matériau dans la forme générale de la roue.

· Raffinement de forme: La matrice est conçue avec plusieurs étapes pour façonner le matériau par étapes, affinant progressivement la forme de la roue. Cela peut inclure plusieurs tours de compression, où le matériau s'écoule dans des cavités spécifiques et est progressivement façonné dans les dimensions finales de la roue.

· Débit matériel: La matrice est soigneusement conçue pour assurer un flux de matière uniforme. Le matériau doit remplir toute la cavité de la matrice sans flash excessif (excès de matière) ou vide. La jante, le moyeu et l'alésage de la roue en acier sont formés précisément pendant cette étape.

5. retrait et coupe flash

Après le processus de forgeage, l'excès de matériau (flash) autour de la roue en acier est coupé. Le flash se forme en raison du matériau qui déborde de la cavité de la matrice pendant le processus de forgeage, et il doit être retiré pour atteindre les dimensions finales de la pièce.

· Opération de coupe: Le flash est retiré à l'aide de presses mécaniques ou d'outils de coupe hydrauliques. La pièce est ensuite façonnée à ses dimensions finales.

· Usinage post-formage: après la coupe, la roue peut subir un usinage supplémentaire pour obtenir des tolérances dimensionnelles plus précises, en particulier pour le moyeu, l'alésage et les trous de montage.

6. traitement thermique (durcissement et revenu)

Une fois la roue forgée et retirée du flash, un traitement thermique est effectué pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées telles que la dureté, la ténacité et la résistance à l'usure. Le processus de traitement thermique implique généralement:

· Trempe: La roue en acier forgée est chauffée à une température élevée (e.G., 850 °C-900 °C) et rapidement refroidi dans l'eau ou l'huile. Ce processus durcit l'acier, améliorant sa résistance et sa résistance à l'usure.

· Trempement: Après la trempe, la roue est tempérée en la réchauffant à une température plus basse (par exemple, 250 ° C à 350 ° C) et en la retenant pendant une période spécifique. Ce processus réduit la fragilité tout en maintenant la résistance et améliore la ténacité, garantissant que la roue peut supporter les contraintes et les contraintes d'utilisation dans une usine de sucre.

· Normalisation (facultatif): pour certaines applications, la normalisation peut être effectuée pour affiner la structure du grain, soulager les contraintes internes et améliorer les propriétés globales du matériau.

7. Inspection et contrôle de qualité

Pour s'assurer que les roues en acier répondent aux normes de qualité nécessaires, plusieurs inspections sont effectuées tout au long du processus de fabrication.

· Inspection visuelle: vérifier les défauts visibles tels que les fissures, les imperfections de surface ou les signes d'un mauvais écoulement des matériaux.

· Inspection dimensionnelle: utilisez des outils de mesure de précision, y compris des machines à mesurer coordonnées (CMM), pour s'assurer que les roues répondent aux dimensions spécifiées (e.g., diamètre de la jante, épaisseur, taille du moyeu, diamètre d'alésage).

· Essais non destructifs (CND):

Test par ultrasons (UT): utilisé pour détecter les défauts internes tels que les fissures ou les vides.

Test des particules magnétiques (MPT): vérifie les fissures de surface ou autres défauts de surface.

Test de dureté: vérifier que la dureté de la roue répond aux normes requises pour la résistance à l'usure et la durabilité.

· Essais de traction et de fatigue: pour confirmer les performances de la roue sous charge, des tests de traction et des tests de fatigue peuvent être effectués pour mesurer la résistance et la résistance à la charge cyclique.

8. Finale de finition

Après les processus de forgeage et de traitement thermique, les roues en acier peuvent nécessiter des étapes de finition supplémentaires pour assurer un bon montage et une qualité de surface.

· Meulage ou polissage de surface: pour assurer des surfaces lisses, en particulier sur les zones telles que la jante et l'alésage de la roue, le meulage ou le polissage peut être effectué.

· Revêtement ou peinture: Pour protéger contre la corrosion, les roues peuvent être revêtues d'une couche protectrice ou peintes, en particulier si l'environnement est particulièrement corrosif (e.g., exposition à l'humidité dans une usine de sucre).

9. Emballage et livraison

Une fois que les roues en acier ont passé toutes les inspections et contrôles de qualité, elles sont prêtes à être livrées aux fabricants de wagons de marchandises ou directement à l'usine de sucre. Les roues sont emballées avec soin pour éviter les dommages pendant le transport.

Conclusion

Le processus de forgeage à matrice rapprochée pour produire des roues en acier utilisées sur les wagons de fret dans une usine de sucre implique un contrôle minutieux de chaque étape, de la sélection des matériaux et de la conception des matrices au forgeage, au traitement thermique, et contrôle de qualité. En suivant des procédures précises, les roues forgées peuvent répondre aux exigences exigeantes des opérations lourdes, offrant la résistance, la résistance à l'usure et la durabilité nécessaires pour un impact élevé, conditions de forte charge rencontrées dans des environnements industriels comme les sucreries.