Forger les métaux : méthodes et applications de l'érable

Forgeage des métauxest une méthode de fabrication qui consiste à façonner le métal en utilisant une force de compression avec un marteau, une presse ou un autre équipement. En fonction du métal forgé et du rendement souhaité, cette procédure peut être réalisée à différentes températures.

Dans cet article, Maple abordera les différentes méthodes et applications du forgeage des métaux.

Qu'est-ce que le forgeage du métal et son objectif ?

Le forgeage, une méthode de façonnage du métal qui utilise des forces de compression localisées, existe depuis l'époque de l'ancienne Mésopotamie en 4000 avant JC. Le procédé a considérablement évolué depuis, aboutissant à une technique plus efficace, plus rapide et plus durable.

Aujourd'hui, la plupart des pièces forgées sont réalisées à l'aide de presses à forger ou d'outils de martelage alimentés par l'électricité, l'hydraulique ou l'air comprimé.

Le but du forgeage est de façonner le métal rapidement et de manière répétée. Comparé à d’autres méthodes de fabrication, le forgeage des métaux crée certaines des pièces manufacturées les plus durables disponibles.

Processus de forgeage : qu’arrive-t-il au métal ?

Les impuretés présentes dans le métal se décomposent et se redistribuent pendant le processus de forgeage. Cela réduit considérablement le nombre d'inclusions dans la pièce forgée.

Que sont les inclusions ? Il s'agit d'éléments composites présents à l'intérieur de l'acier pendant le processus de fabrication et qui produisent des points de contrainte dans les pièces forgées finales. Alors que les impuretés doivent être traitées lors du processus de coulée initial, le forgeage affine davantage le métal.

Le forgeage renforce également le métal en alternant sa structure de grain ; une structure à grains croisés permet une répartition plus uniforme de la force, ce qui donne un composant plus solide.

Principales caractéristiques du métal forgé

·Fiabilité dans les applications hautement sollicitées et sensibles. Offre une bonne résistance et ténacité, cruciales pour les composants importants.

·Le forgeage crée généralement peu ou pas de rebuts, ce qui le rend moins coûteux pour les lots de fabrication de taille moyenne à grande.

·Le processus de forgeage peut produire la pièce finale très rapidement, généralement en un ou deux coups de marteau.

Matériel de forgeage

Selon la méthode exacte utilisée, il existe quatre types d’outils de forgeage.

Marteaux

Le forgeage dans sa forme la plus élémentaire nécessite un impact ; l'outil le plus efficace pour générer cette force est un marteau.

Les pièces plus petites sont encore parfois forgées à l'aide d'outils manuels, mais sur les lignes de production de masse, des marteaux mécaniques sont utilisés. Ceux-ci utilisent souvent une combinaison de systèmes mécaniques et hydrauliques pour soulever et accélérer la tête du marteau. Une enclume est généralement intégrée à l'outil, mais ils ont également la possibilité de fixer d'autres outils, en fonction de la tâche.

Presses

Les presses mécaniques ou hydrauliques appliquent une pression continue sur les matrices de forgeage. Pour pousser verticalement le métal dans les cavités de la matrice avec une haute pression contrôlée, ce type de machine nécessite souvent plus de 50 000 tonnes de force. Le métal est poussé lentement dans les matrices, plutôt que déformé par des frappes constantes.

Les bouleversants

Le forgeage par refoulement est similaire au forgeage à la presse, la distinction clé étant qu'un refoulement est une presse à forger horizontale. Au lieu de pousser le métal vers le bas, le métal est poussé horizontalement dans l'empreinte de la matrice.

Forgeage au rouleau

Le forgeage au rouleau est souvent utilisé pour produire des pièces continues. Au cours de ce processus, la pièce est alimentée à travers deux rouleaux de forme spéciale pour former un produit long avec une section transversale variable, minimisant ainsi le besoin d'enlèvement de matière.

Quels métaux peut-on forger ?

Étant donné que tous les métaux peuvent être affectés par la chaleur et la compression, le forgeage peut façonner et créer presque n'importe quel métal ; des améliorations supplémentaires apportées au processus de forgeage ont continuellement augmenté ce total.

De nombreux fabricants optent pour le forgeage en raison de sa capacité à créer des pièces présentant de hautes qualités mécaniques et un minimum de déchets. Le but du processus est de déformer les métaux selon une géométrie spécifiée, leur conférant résistance à la fatigue et solidité.

Bien que la plupart des métaux puissent être forgés, les aciers au carbone, alliés et inoxydables sont les plus largement utilisés. Cela étant dit, le forgeage peut générer de manière efficace et abordable un grand nombre de pièces à partir de la plupart des métaux.

Quels métaux ne peuvent pas être forgés ?

En raison de leur ductilité limitée, certains métaux tels que la fonte et certains aciers à haute teneur en carbone ne peuvent pas être forgés. De plus, certains métaux, comme les alliages à haute résistance, peuvent être trop fragiles pour supporter le processus de forgeage.