Dans le cas du forgeage par extrusion, la pièce est placée
dans un conteneur et compressé jusqu’à ce que la pression à l’intérieur du
métal atteigne un niveau de contrainte de fluage. La pièce à travailler remplit
complètement le conteneur and la pression supplémentaire la conduit dans un orifice
et lui fait former le produit extrudé.
L’extrusion peut se faire en avant (directe) ou en arrière (marche arrière)
selon la direction du mouvement entre le pilon et le produit extrudé. Le
produit extrudé peut être massif ou creux. Le filage de tube est typique de
l’extrusion en avant de formes creuses alors que l’extrusion en arrière est
utilisée dans la production de masse de conteneurs.
Le perçage
est lié de près à l’extrusion en arrière mais se distingue par un mouvement
plus fort du coup par rapport au mouvement du matériau de la pièce. 
Procédés secondaires En dehors des procédés de forgeage primaires, des opérations secondaires
sont souvent utilisées. L’étirage avec
une matrice est un moyen pratique d’éliminer les dépouilles forgées. La
déformation se fait par compression tangentielle. Le diamètre de la boucle
d’étirage peut être légèrement plus petit que le diamètre extérieur de la
coquille pré-forgée afin de contrôler et de réduire l’épaisseur des parois et
d’augmenter la hauteur de la coquille grâce à une opération d’étirage de paroi.
Le pliage
peut se faire sur la pièce forgée finie ou à n’importe quelle étape de sa
fabrication.
La matière première du forgeage peut parfois prendre des formes complexes ;
il est donc rare
qu’une seule estampe soit utilisée. Le modelage préalable de
la matière première du forgeage –par pliage ou roulage ou en la faisant passer
dans une matrice préliminaire peut être souhaitable. Les gains en productivité,
en durée de vie du moule, et en qualité de forgeage l’emportent souvent sur les
frais de surveillance et l’opération supplémentaire causés par le modelage
préalable. Un forgeage dans une dernière estampe peut s’avérer pratique pour
les toutes petites pièces.
Puisque le pliage de pièces plus grandes nécessite une
machine à course plus longue, des presses mécaniques et hydrauliques spéciales
sont souvent nécessaires. Les formes simples peuvent être pliées en une seule opération,
mais des contours plus complexes demandent des étapes successives. Si les
formes plus complexes doivent être formées en une seule opération, l’outil doit
comprendre des éléments amovibles.
Techniques spéciales Après la déformation, les pièces forgées peuvent subir un travail
Fig. 7.a-drawing;
b-ironing supplémentaire. Les bavures sont enlevées, des poinçons peuvent être nécessaires
et un fini de surface amélioré ou une plus grande précision au niveau des
dimensions peuvent être demandés.
Découpe—Les
bavures sont découpées avant que la pièce forgée ne soit expédiée. Parfois, surtout
dans le cas des alliages sensibles aux fissures, cette étape peut être réalisée
par le meulage, le broyage, le sciage et le coupage au chalumeau.
Frappe – La
frappe et le chaudronnage sont essentiellement des opérations centrées les
dimensions, avec des pressions appliquées sur des surfaces critiques dans le
but d’améliorer les tolérances, de lisser les surfaces et d’éliminer
l’étirement.
La frappe se fait généralement sur des surfaces parallèles au joint, tandis que
le chaudronnage se fait typiquement en forçant une composante en forme de
gobelet à travers une boucle pour mesurer le diamètre extérieur. Peu
d’écoulement de métaux se produit dans chaque de ces opérations et aucun bavure
ne se forme.
Rétreinte—Cette
opération est liée au forgeage libre en ce que la matière première est étirée
entre des matrices étroites et plates. Mais à la place de la matière première,
on fait tourner le marteau afin de produire de multiples coups, parfois jusqu’à
2 000 par minute. C’est une méthode de travail primaire utile, bien que,
dans le secteur de la production industrielle, son rôle soit généralement celui
de la finition. La rétreinte peut être arrêtée à tout moment de l’utilisation
de la matière première et est souvent utilisée pour les embouts des tubes et
les têtes de barre et pour produire des colonnes à bouts inégaux et des arbres de
diamètres décroissants.
Extrusion à chaud—L’extrusion
convient le mieux à la formation de pièces dont la coupe change drastiquement
et qui est, dès lors, en concurrence directe avec le refoulement continu et la
Fig. 8. Hot extrusion of a
valve body.
machine à forger horizontale. Une section de la barre dont le volume est
attentivement contrôlé est chauffée, décalaminée et placée dans la matrice. Sous
la pression des poinçons très serrés, le matériau commence par remplir la cavité,
puis une partie du matériau est extrudée en une longue tige. A la fin de la
course, on obtient une soupape qui nécessite uniquement un meulage de ses
surfaces de portée.
Il existe un certain nombre de variations de ce procédé d’extrusion, nombre desquelles
sont brevetées. Le pion peut être creux (usiné), percé lors d’une opération
distincte ou lors du processus d’extrusion lui-même. En tous les cas, la qualité
du chauffage, l’efficacité du décalaminage ou sa prévention ainsi que l’effectivité
des lubrifications ont une importance primordiale. La variété des formes
produites est vaste. La précision des dimensions, la qualité des surfaces et la
productivité sont élevés et un degré plus important de déformation peut être
atteint en une seule opération qu’avec n’importe quelle autre méthode de
forgeage.
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Le forgeage à chaud, à tiède et à froid : quelle
différence?
A froid
Le forgeage à froid implique soit un forgeage par estampage ou un véritables
forgeage à matrice fermée avec des lubrifiants et des matrices circulaires à
température ambiante ou presque. Le carbone et les aciers d’alliage standards
sont le plus généralement forgés à froid. Les parties sont généralement
symétriques et excèdent rarement 25 livres. Le principal avantage est
l’économie de matériau réalisée grâce aux formes de précision qui nécessitent
peu de finition. Les impressions entièrement contenues et les écoulements de
métaux de type extrusion fournissent des composantes sans dépouilles et à des
tolérances précises. Les cadences de production sont très élevées avec une
production de la matrice exceptionnelle. Alors que le forgeage à froid
améliore généralement les propriétés mécaniques, l’application n’est pas
utile dans nombre d’applications communes et les avantages économiques demeurent
le principal intérêt. La conception et la fabrication d’outils sont
essentielles.
A tiède
Le forgeage à tiède présente un certain nombre d’avantages en termes de
réduction des dépenses ce qui souligne son utilisation grandissante en tant
que méthode de fabrication. La variété de température pour le forgeage tiède
de l’acier va de la température ambiante à au-dessous de la température de recristallisation,
soit entre 800 et 1 800°F. Cependant, l’éventail plus étroit s’étalant
de 1 000 à 1 330°F s’impose peu à peu comme l’éventail présentant
le plus grand potentiel commercial pour le forgeage tiède. Comparé au
forgeage à froid, le forgeage à tiède pourrait présenter l’avantage de: une
charge d’outillage réduite, des charges de presse réduites, une plus grande
élasticité de l’acier, l’élimination du besoin de recuire avant le forgeage
et d’autres propriétés propres au forgeage pour éliminer le traitement
thermique.
A chaud
Le forgeage à chaud est la déformation plastique du métal à une température et
une vitesse de déformation telles que la recristallisation se produit en même
temps que la déformation, évitant ainsi que la déformation ne durcisse. Pour
que cela se produise, la température élevée de la pièce à travailler (égale à
celle de la recristallisation du métal) doit être maintenue tout au long du
processus. Une des formes du forgeage à chaud est le forgeage isotherme, dans lequel les
matériaux et les matrices sont chauffés à la même température. Dans presque
tous les cas, le forgeage isotherme se fait sur des superalliages dans le
vide ou dans une atmosphère hautement contrôlée afin de prévenir toute
oxydation.
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Avec
l’aimable autorisation de la FIA