Présentation
Auteur(s)
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Lothar ALBANO-MÜLLER : Docteur-ingénieur
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Eckart SCHNEIDER
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Ulrich BODE : GKN Sinter Metals
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le forgeage à partir de poudres (FF ou forgeage-frittage) assure le lien entre la métallurgie des poudres conventionnelle et le forgeage à froid, à savoir la réalisation de produits finis (net shape manufacturing) de faible coût et constitués de matériaux de haute résistance.
Grâce à l’amélioration des propriétés mécaniques, la remarquable précision géométrique et la grande fiabilité du procédé, le forgeage à partir de poudres (Powder Forging PF) a été bien accepté dans le monde entier pour les applications relatives aux éléments de structure de haute résistance. La demande pressante, en vue d’aboutir à un allègement des structures des véhicules et à un faible coût total de fabrication, a amené l’introduction du FF dans l’industrie automobile.
Nous illustrerons, à l’aide de l’exemple des bielles forgées-frittées, les avantages techniques, et économiques que procure un procédé permettant de fabriquer sans opération d’usinage des produits finis prêts à être assemblés.
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Recherche de l’excellence4. Conception pour un faible coût
4.1 Séparation par rupture
Krebsöge a déposé un brevet pour un procédé original et très économique visant à séparer, sans copeau, la tête et la tige de la bielle en provoquant une rupture. La principale particularité de ce procédé est l’introduction, au cours de la phase de compactage de la poudre, d’une rainure en V à l’intérieur de l’alésage de la manivelle de l’ébauche verte. Cette rainure est ensuite refermée sous forme d’une fissure initiatrice pendant le forgeage. Une fine couche d’oxyde sur la surface empêche la resoudure du matériau.
Cette fissure, aux contours géométriques bien définis, remplit parfaitement son rôle d’entaille, en engendrant l’intensité de contrainte nécessaire pour l’initiation et la propagation de la fissure pendant la rupture.
La reproductibilité des résultats de ce procédé est meilleure que celle obtenue par d’autres procédés connus, tels que la découpe mécanique à la broche ou la découpe au laser ; en outre les opérations de rainurage sont aujourd’hui également appliquées à la découpe par rupture des aciers moulés et estampés à froid.
La grande homogénéité et l’isotropie des propriétés, ainsi que la réponse à la trempe et la chimie des aciers FF en sont la cause. Les déformations plastiques ou les contraintes résiduelles engendrées par la rupture au niveau de l’alésage de la manivelle peuvent être négligées. La fiabilité des résultats obtenus par rupture et assemblage est donc assuré à un coût inférieur.
HAUT DE PAGE4.2 Influence sur l’usinage ultérieur
Compte tenu de cette précision de poids remarquable, les bielles forgées à partir de poudres permettent, par rapport aux bielles moulées ou estampées à froid prêtes au montage, de réduire considérablement le nombre d’opérations d’usinage nécessaires, ainsi que le prix.
En raison de la précision élevée et des tolérances strictes (tableau 2), de l’excellente qualité de la surface, ainsi que des qualités de planéité et de perpendicularité obtenues,...
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