Méthode de production populaire, le forgeage est utilisé depuis des siècles pour fabriquer des outils, des armes et des produits quotidiens en métal. Ces produits se caractérisent souvent par une résistance et une durabilité élevées. Aujourd'hui, explorons la nature de la forge, afin d'aider votre entreprise à rester sur la voie du succès.
Qu'est-ce que la forge ?
Le forgeage est un procédé de fabrication permettant de façonner les métaux par martelage, pressage ou laminage. Il peut également être décrit comme la procédure de chauffage, de déformation forcée et de finition d'une pièce de métal. L'utilisation de la chaleur pour le forgeage exige que la température soit supérieure au point de recristallisation. Et ce point est différent pour chaque type de métal. Par exemple, l'acier peut être forgé à des températures comprises entre 843℃ et 1232℃.
Le but du forgeage est d'améliorer les propriétés mécaniques du matériau, telles que la résistance, la ténacité et la durabilité. Par rapport à d'autres procédés de fabrication tels que le moulage sous pressionLe forgeage à chaud permet d'obtenir le produit le plus solide, car il permet de sceller les petites fissures et de remplir les espaces vides dans le métal. Le processus de forgeage à chaud peut également éliminer les impuretés du métal et réduire les inclusions dans les composants forgés.
Le forgeage est une méthode polyvalente qui permet de façonner des objets petits ou grands. Elle permet de renforcer non seulement les pièces d'avions, de voitures et d'autres véhicules, mais aussi les outils manuels tels que les ciseaux, les rivets, les vis et les boulons. En outre, de nombreux équipements sportifs font également appel aux techniques de forgeage, comme les clubs de golf, les haltères, les crochets d'alpinisme, etc.
Les différents types de forgeage
Il existe plusieurs méthodes de forgeage, avec des capacités et des avantages différents. Les méthodes de forgeage les plus couramment utilisées sont les suivantes
Forgeage à froid
Le forgeage à froid désigne généralement le processus de forgeage du métal à la température ambiante ou à une température légèrement supérieure. Il fait appel à diverses techniques de forgeage telles que le cintrage, l'extrusion, l'étirage à froid, le matriçage et la frappe à froid.
Les avantages du forgeage à froid sont notamment la réduction du nombre d'étapes de traitement des pièces finies, l'amélioration de la surface, l'amélioration de la stabilité dimensionnelle et la réduction des coûts. Le forgeage à froid est souvent préféré pour façonner des métaux tendres comme l'aluminium et le cuivre.
Toutefois, cette polyvalence accrue a un coût, car le forgeage à froid nécessite un équipement plus puissant et peut exiger l'utilisation de recuits intermédiaires.
Forgeage à chaud
Le forgeage à chaud consiste à chauffer le métal jusqu'à ce qu'il soit proche de son point de fusion, puis à appliquer une pression pour le déformer et lui donner la forme souhaitée. Cette approche est plus efficace sur le plan énergétique, car la chaleur ramollit légèrement le métal pour en augmenter la flexibilité. En outre, pendant que le métal est chauffé, les irrégularités de sa composition sont aplanies.
Toutefois, par rapport au forgeage à froid, il est légèrement inférieur en termes de contrôle de la taille, d'uniformité du produit et de lissage de la surface. Pour une meilleure compréhension, vous pouvez consulter la vidéo.
Forgeage par chute
Le nom vient du fait que l'on frappe le métal avec un marteau pour lui donner la forme de la matrice, qui est la surface en contact avec le métal. La matrice est généralement plate, mais certaines ont des formes uniques pour des tâches spéciales. Il existe deux types de forgeage par chute : le forgeage à matrice ouverte et le forgeage à matrice fermée.
Forgeage en circuit fermé
Le forgeage en moule fermé, également connu sous le nom de forgeage en empreinte, est le processus qui consiste à appliquer une pression à l'intérieur d'un ensemble fermé de moules. Dans ce processus, le métal est chauffé à une température spécifique, placé entre deux ou plusieurs moitiés de matrices, puis comprimé à l'aide d'une presse mécanique ou d'un marteau. Les matrices comportent des cavités ou des empreintes qui définissent la forme souhaitée de la pièce. produit final.
Vous pouvez regarder la vidéo pour voir comment il fabrique un outil.
Forgeage en matrice ouverte
Le forgeage en matrice ouverte est également connu sous le nom de forgeage libre ou de forgeage manuel. Le métal doit d'abord être chauffé, puis modelé à la forme souhaitée par martelage. Il n'est pas nécessaire de le placer entièrement dans un moule. Par rapport à d'autres méthodes, elle peut produire une granulométrie plus fine. Dans ce mode, les limites imposées par le moule au formage des métaux sont moindres, mais la difficulté est plus grande. Il pose donc des exigences plus élevées aux opérateurs.
Voici une vidéo qui montre comment cela fonctionne.
Forgeage par laminage
Le forgeage par laminage consiste à prendre des barres plates et à les faire passer entre deux cylindres rotatifs. Ces cylindres exercent une pression en tournant, façonnant le métal en l'amincissant et en augmentant son diamètre. La forme et les dimensions de la pièce sont déterminées par des formes géométriques qui ont été découpées dans les cylindres. Cette méthode est souvent utilisée pour créer de longues tiges ou des tubes aux formes complexes. Regardez la vidéo pour découvrir la méthode de forgeage par roulage.
Forgeage à la presse
Le forgeage à la presse applique une force régulière et graduelle, contrairement à l'impact rapide du forgeage au marteau-pilon. Le mouvement plus lent permet au métal de se déformer plus profondément, de sorte que tout le volume du métal est uniformément affecté. Par rapport au forgeage au marteau-pilon, le taux de compression peut être ajusté pour gérer la déformation interne, qui ne se limite pas à la surface.
Voici une vidéo pour vous montrer comment cela fonctionne.
Quel est le processus de forgeage ?
Bien qu'il existe différents types de forgeage, il s'agit principalement du processus suivant.
Sélection des matériaux
Elle dépend des qualités spécifiques que vous recherchez dans le produit final. En effet, les différents métaux présentent des caractéristiques distinctes en termes de poids, de résistance à la traction et de déformabilité. Presque tous les types de métaux peuvent être forgés. Les métaux typiques utilisés sont l'acier, l'aluminium, le cuivre, le titane et leurs alliages.
Chauffage
Les métaux plus lourds nécessitent un traitement thermique à haute température avant d'être forgés, tandis que les métaux plus tendres, comme l'aluminium, nécessitent un traitement thermique à haute température avant d'être forgés, le laiton et le cuivre peuvent être forgés à froid à des températures plus basses. Le chauffage peut se faire dans un four ou par d'autres méthodes de chauffage. Pendant le processus de chauffage, il est courant de nettoyer régulièrement la surface du métal pour éliminer les impuretés ou les oxydes. Cela permet de s'assurer que le métal peut atteindre les performances et les normes de qualité souhaitées au cours du processus de forgeage.
Mise en forme
Cela se passe dans un équipement de forgeage. Le processus comprend le martelage, le broyage, la compression et le pliage. Il est principalement réalisé en appliquant une pression pour le forgeage ouvert ou en utilisant des moules pour le forgeage, afin d'obtenir la forme et les propriétés mécaniques souhaitées.
Refroidissement et traitement thermique
Après avoir été façonné dans la forme souhaitée, le métal doit être lentement refroidi afin de stabiliser sa structure microscopique et de réduire les tensions internes. En fonction des exigences spécifiques, des traitements thermiques supplémentaires tels que recuit, trempeet trempe peut également être réalisée afin d'optimiser les performances du matériau.
Post-traitement
Une fois le traitement terminé, il est généralement nécessaire d'enlever l'excédent de matière des pièces forgées ou d'effectuer d'autres opérations d'usinage de précision, par exemple pour rendre la surface plus lisse.
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