Les appareils de chauffage par induction sont de plus en plus populaires dans l’industrie manufacturière en raison de leur efficacité, de leur faible impact sur l’environnement et de leur facilité d’utilisation. Un appareil de chauffage par induction peut exécuter en toute sécurité plusieurs processus de travail des métaux, tels que la fusion, le brasage et le recuit. Un appareil de chauffage par induction est un dispositif qui utilise un courant alternatif pour créer un champ magnétique. Le champ magnétique changeant induit des courants de Foucault dans le matériau conducteur, le chauffant selon la loi de chauffage de Joule. Le processus de chauffage par induction a transformé de nombreuses techniques de fabrication et en a amélioré les progrès. L’un de ces procédés mécaniques est le processus de forgeage.
Qu’est-ce que la forge ?
Le forgeage est un processus de mise en forme du métal à l’aide de forces de compression. Ces forces sont appliquées au moyen d’un marteau, d’une presse ou d’une matrice. Le forgeage est l’un des plus anciens procédés utilisés par les orfèvres pour façonner le métal et former des objets métalliques de la forme et de la taille souhaitées. Ce procédé confère au matériau forgé de multiples propriétés mécaniques telles que la solidité, la résistance à la fatigue et la résistance aux chocs.
Forgeage à chaud et à froid
Une pièce de métal peut être forgée dans deux états : soit elle est martelée dans sa forme actuelle, soit elle est préchauffée au-dessus de sa température de recristallisation. Lorsque le processus de forgeage est effectué à température ambiante sans chauffer le métal, on parle de forgeage à froid. En revanche, si la pièce est chauffée jusqu’à sa température de cristallisation, on parle de forgeage à chaud. Le forgeage à froid est utilisé pour les métaux relativement plus tendres ; il les rend durs et leur confère de la résistance. En revanche, le forgeage à chaud est utilisé pour presque tous les types de métaux. Il est plus courant dans l’industrie car il permet de façonner le métal avec plus de précision.
Utilisation du chauffage par induction pour le forgeage des métaux
Comme indiqué précédemment, le forgeage à chaud nécessite de chauffer le métal. La méthode conventionnelle de chauffage des métaux pour le forgeage consiste à utiliser un four fonctionnant avec un combustible tel que le gaz. Il s’agit d’un processus de contact et de nombreuses fumées sont émises en raison de la combustion du combustible. La meilleure alternative au chauffage par four est le chauffage par induction. Pour une application à petite échelle, comme la fabrication de couteaux, vous pouvez utiliser un appareil de chauffage par induction, et pour des applications à grande échelle, vous pouvez utiliser un four à induction. Dans les deux cas, vous aurez besoin d’une alimentation électrique pour chauffer le métal.
Principales étapes du forgeage des métaux par chauffage par induction
Voici une liste des trois principales étapes du forgeage des métaux par induction.
- Préchauffage à l’aide d’un appareil de chauffage par induction : La première étape consiste à chauffer la pièce (lingots) à la température de forgeage à l’aide d’un appareil de chauffage par induction. Le lingot est chauffé à une température telle que sa forme reste intacte mais peut être modifiée par la force.
- Martelage : Une fois que le lingot est chauffé à la température de forgeage, il est placé sur l’enclume. L’enclume est une surface plane qui sert à façonner le métal. Le métal est ensuite martelé et transformé dans la forme souhaitée. Ce processus peut être réalisé à la main ou à l’aide d’une presse.
- Trempe : une fois que le métal a été forgé dans la forme souhaitée, il est refroidi. Cela se fait par trempe ou par refroidissement à l’air. La trempe est un processus qui consiste à refroidir rapidement le métal dans de l’eau ou de l’huile. Cela permet de durcir le métal et d’éviter qu’il ne soit endommagé pendant le refroidissement. Le refroidissement à l’air est un processus plus lent qui ne durcit pas le métal.
Équipement utilisé pour le forgeage par induction
Plusieurs machines de forgeage par induction sont disponibles sur le marché en fonction de la taille et de l’application dont vous avez besoin. Chez FOCO, nous concevons deux systèmes de chauffage par induction pour le forgeage : un système pour le chauffage par induction des barres d’acier, de fer et d’aluminium. Le second système est destiné à chauffer les billettes. Vous trouverez ci-dessous les principales caractéristiques de chaque machine :
Système de chauffage par induction FOCO
- Utilisé pour le forgeage par induction de barres métalliques
- Estimation de la puissance requise : 25kW à 250kW
- Disponible en tant que système automatisé et semi-automatisé
Système de chauffage des billettes par induction de FOCO
- Utilisé pour le forgeage par induction de factures carrées et rondes
- Estimation de la puissance requise : 160kW à 3000kW
- Le temps de chauffage est réglable et une température de 1100°C peut être atteinte.
- Disponible en tant que système automatisé et semi-automatisé
Avantages des réchauffeurs à induction pour les applications de forgeage
Par rapport aux chauffages conventionnels, les chauffages à induction présentent de nombreux avantages. Parmi les plus notables, citons
- Les chauffages à induction ont des cycles de chauffage rapides ; ils peuvent chauffer le métal très rapidement.
- Ils sont sûrs à utiliser et ne produisent pas de fumées ou d’émanations.
- Les chauffages à induction chauffent le métal de manière uniforme, ce qui permet de réduire le temps nécessaire pour forger le métal.
- Ils offrent un environnement très contrôlable par rapport aux chaudières à gaz traditionnelles.
- Le processus de production peut être facilement automatisé si l’on utilise un appareil de chauffage par induction.
FAQ
Quels sont les métaux qui peuvent être forgés par chauffage par induction ?
Presque tous les types de métaux peuvent être forgés à l’aide de chauffages à induction. Toutefois, l’efficacité du chauffage diffère dans chaque cas. L’aluminium, le laiton, le cuivre, le fer, l’acier inoxydable et le titane figurent parmi les métaux les plus couramment forgés à l’aide d’appareils de chauffage par induction.
Chauffage des métaux par four ou par induction. Quel est le meilleur procédé ?
Auparavant, les fours à gaz étaient utilisés pour le préchauffage des métaux. Dans ce cas, le four doit être installé, puis il doit fonctionner plus longtemps. Vous ne pouvez pas l’arrêter et le remettre en marche. Le temps d’installation est énorme. Par ailleurs, les appareils de chauffage par induction fournissent de la chaleur à la demande. Ils sont contrôlables et vous pouvez les démarrer et les arrêter sans délai. En outre, le temps de production est court dans le second cas.
Quelles sont les limites du forgeage par induction ?
Malgré de nombreux avantages, l’utilisation d’un appareil de chauffage par induction pour les applications de forgeage présente certaines limites. Tout d’abord, le métal qui peut être forgé est limité par la taille du dispositif de chauffage par induction. Deuxièmement, ces appareils sont coûteux. Troisièmement, ils nécessitent un coût d’installation considérable et une source d’énergie à haute fréquence, ce qui peut constituer une contrainte pour certains fabricants.
Résumé
Les réchauffeurs à induction sont un moyen très efficace de chauffer le métal pour les applications de forgeage à chaud. Ils peuvent chauffer le métal rapidement et uniformément, ce qui permet de réduire le temps nécessaire pour forger le métal. De plus, ils sont sûrs à utiliser car ils ne produisent pas de fumées qui contaminent l’environnement. Le chauffage par induction est donc la solution idéale si vous recherchez un moyen efficace et sûr de chauffer le métal pour des applications de forgeage à chaud. Vous pouvez également consulter les systèmes de forgeage par induction FOCO.
