Le forgeage

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  • Publié le : 17 octobre 2010
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Novembre 2009
BTS IPM CFAI



Processus de Fabrication :

Le Forgeage

Introduction (Présentation générale)

Le Forgeage est le procédé qui permet de former une pièce métallique par déformation plastique d'un brut souvent en forme de lopin.

La forge peut se réaliser à chaud ou à froid.

Il existe différents types de forge : la forge libre qui consiste à manipuler un lopin sousun marteau-pilon ou une presse jusqu'à lui faire obtenir la forme désirée : ce moyen est aujourd'hui très peu utilisé ( à cause de la complexité de l'opération et les nouveaux moyens plus efficace et rapide ).
Les plus rependus sont l'estampage et le matriçage ainsi que le laminage, le cambrage, ou encore l'emboutissage.
L'intérêt de la forge est d'obtenir des pièces très résistantes parrapport aux autres procédés de fabrication comme l'usinage ou le moulage. En effet, lorsque l'outil déforme la matière, il se produit un fibrage (orientation des cristaux métalliques) qui augmente la résistance de la pièce. C'est pourquoi beaucoup de pièces sécuritaires sont réalisées par forgeage : crochets et anneaux de levage par exemple... et aussi pour des pièces soumises à de rudes sollicitationsmécanique ou encore thermique: vilebrequins, bielles, pistons,...

Dans l'industrie, l'intérêt d'utiliser le forgeage est la simplicité, le faible coût de production et surtout la rapidité du procédé une fois le processus lancée.

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1/2/ Barre brute découpé en Lopins

La Barre brute en acier (pour l'estampage) ou en alliage faible tel que l'aluminium ou le laiton (pour lematricage) est sciée en Lopin. Sa longueur est variable selon la pièce à forger : la forme, la longueur et l'épaisseur du lopin doit correspondre à la matrice sur lequel le lopin va prendre forme.



3/ Chauffe des lopins

Les lopins sont chauffés dans une chauffeuse à induction pour atteindre une température moyenne de 1270° (pour l'acier en Estampage) et de 600° à 1100° degrés (pour l’alliageléger tel que l'alu ou le laiton). Le lopin brut est soumis à un courant induit de 3000 Hz. Le temps nécessaire pour atteindre cette température est de 20 à 50 secondes seulement selon la température souhaitée.

La température du lopin sera très importante pour le bon déroulement du forgeage : une pièce trop chaude resterai coller ou se déformerai lors de l'éjection de la matrice ; une pièce pasassez chaude provoquerai des craquements dans la pièce, des fissures, des lignes de barres ou rendrai tout simplement le forgeage impossible.

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4/ Opérations de Forgeage à chaud

Le lopin est déposé sur une matrice d'une certaine forme et sous l'action d'une force contre le lopin chaud, celui-ci se déforme en prenant la forme de cette matrice.
A chaud, la mise en forme est bien plusaisée du fait de l'influence de la température sur la plasticité de la matière. Mais l'inconvénient de cette température élevée est de favoriser l'oxydation de la matière, sur lequel se forme une sorte de croute qu'il faut ensuite éliminer, par grenaillage par exemple provoquant une légère perte de matière.
Un autre inconvénient concernant le forgeage à chaud, c'est qu'il y a un risque que lapièce se déforme lors de son refroidissement : l'évolution du refroidissement de la pièce doit être étudié pour éviter des modifications cristallographique non voulues (tel que la trempe, la recristallisation,..)

La Forgeage regroupe plusieurs techniques différentes :

- L'Estampage et le Matricage :

Ces deux procédés sont identiques dans leur mode opératoire.
La différence entre l'estampageet le matriçage vient du matériau forgé: pour l'acier c'est de l'estampage et pour les alliages légers (alu, laiton,...) c'est du matriçage.
Dans les deux cas un lopin chaud est placé entre deux matrices (dans laquelle on y trouve l'empreinte de la pièce désirée). Sous la pression d'une force mécanique la pièce se déforme et prend la forme des deux demi-matrices.
Il est réalisé généralement...
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