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Auteur(s)
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Marcel GAUCHERON : Directeur technique du SNEF (Syndicat national de l’estampage et de la forge) - Professeur de forge au lycée Marie-Curie de Nogent-sur-Oise
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Lire l’articleINTRODUCTION
La mise en forme de l’acier par déformation plastique à chaud est un procédé industriel d’obtention de pièces mécaniques, aussi appelé : forge par estampage. Il est utilisé aussi bien en petites qu’en moyennes et qu’en très grandes séries de pièces, dont la masse peut varier de quelques grammes à plusieurs centaines de kilogrammes.
La pièce ainsi fabriquée porte le nom « d’avant-produit », ce qui la situe entre les « demi-produits » fabriqués en sidérurgie (par exemple les blooms, les barres ou les billettes) et les « produits » prêts à être montés dans un sous-ensemble ou un ensemble mécanique (par exemple une bielle dans un moteur thermique ou un pignon dans une boîte de vitesse).
Le tableau A est un état comparatif des différents procédés.
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Techniques de fabrication2. Aspects métallurgiques
Les matériaux métalliques contiennent les composants indiqués dans leur analyse chimique, mais ils ont toujours, en plus, en quantité faible mais non nulle, un certain nombre d’éléments tels que le silicium, l'oxygène, le soufre, etc., qui forment, avec les autres éléments en présence, des silicates, des oxydes, des sulfures, entre autres. Ces composés non métalliques se trouvent inclus entre les grains, dans les joints de grains, sous forme d’inclusions.
L'acier est donc composé de grains et de plus ou moins d'impuretés intergranulaires. Lors des premières opérations de mise en forme, que ce soit en Sidérurgie ou en Forge, à partir de métal issu de la coulée le plus souvent continue, on déforme les grains et les inclusions. Cet ensemble s'allonge dans le sens de la déformation. Ce sont les inclusions intergranulaires allongées qui constituent ce que l'on appelait autrefois le « fibrage » du métal, à cause de l'analogie d'aspect entre un « métal fibré » et une planche de bois.
Le fibrage est une expression uniquement qualitative qui met en évidence la déformation du métal par l’alignement des impuretés (qu’il contient). Il est donc apparu nécessaire de quantifier la déformation : on parle de « corroyage ».
Le corroyage se mesure par son taux : c’est la section initiale du produit rapporté à sa section finale pour laquelle on cherche à le calculer. Les définitions précises, pour les cas de formes complexes, dépendent des morphologies de pièces. Elles sont données dans la norme NF A 36 602.
Le corroyage a une influence parfois importante sur les caractéristiques mécaniques des aciers, et cela en fonction des paramètres suivants : taux et sens du corroyage, analyse chimique du produit. On trouvera sur la figure 3 quelques exemples significatifs.
Ces propriétés sont utilisées pour optimiser la géométrie des pièces estampées, en fonction du cahier des charges demandé. Ainsi, on voit sur la figure 4, 3 boulons fabriqués dans le même acier mais réalisés de 3 façons différentes.
le refoulement est l’opération de déformation qui consiste à réduire la longueur d’une pièce au profit de son diamètre.
Les caractéristiques mécaniques mesurées...
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