Présentation
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 conception3. Techniques de fabrication
3.1 Débitage
Le volume de métal nécessaire pour faire la pièce est celui de cette dernière pièce auquel on a ajouté celui de la bavure et celui de la perte au feu. En fonction de la section du demi-produit (barres ou billettes), on calcule la longueur du lopin à obtenir. Ce dernier est généralement débité par cisaillage pour les sections inférieures à celles d'un carré de 150 mm de côté et par sciage pour les sections supérieures.
L'opération de cisaillage (figure 6) consiste à rompre le demi-produit qui est placé entre 2 lames, l'une fixe, l'autre mobile, coulissant l'une devant l'autre. Dans la majorité des cas, une empreinte correspondant à la forme à cisailler est usinée dans chacune des 2 lames. Le jeu entre les lames est réglable de sorte à avoir la coupe la plus perpendiculaire possible par rapport à l'arête du lopin.
Le cisaillage présente l'avantage par rapport au sciage de s'effectuer à des cadences rapides et sans perte de métal. La précision de longueur, et donc de volume du lopin, est largement suffisante pour les opérations classiques. L'état de surface de la coupe est moins bon que celui du lopin scié, mais cela n'est pas du tout nuisible à l'obtention de pièces longues ou de pièces rondes débouchées. On peut, en prenant certaines précautions de réglage du jeu, améliorer cet état de surface, sinon il faut débiter les lopins par sciage.
HAUT DE PAGE3.2 Chauffage
Afin de diminuer l'effort nécessaire à la mise en forme, il est nécessaire de chauffer. On trouvera figure 7 l'influence de la température sur la contrainte d'écoulement du métal estampé. Mais au cours du chauffage, les lopins se revêtent d'une couche dure d’oxydes appelée couramment « calamine ». Après estampage, on constate que cette couche ne s'est pas comportée comme le métal de base. Elle est moins déformable. La calamine a toujours une épaisseur faible mais une structure et une morphologie complexes, comme le montre la figure 8.
Différents modes de chauffage sont utilisés.
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Chauffage à la flamme : les lopins sont généralement alignés...
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