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Auteur(s)
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Alain COL : Responsable Mise en forme tôles minces au Laboratoire d’études et développement des produits plats (LEDEPP) de la société Sollac
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Lire l’articleINTRODUCTION
On entend par tôle un produit métallique plat, qui peut se présenter sous forme de feuilles ou de bobines. Examinons le plus complètement possible les différents types de tôles formables, en donnant le sens le plus large à ce dernier mot.
Classons ci‐dessous, très approximativement et pour des conditions moyennes d’application, les principaux modes de formage des produits plats dans un ordre de difficulté croissante, tant en termes de besoin de ductilité que de complexité de mise en œuvre :
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le cintrage (cf. article Formage des tôles fortes [B 7 630]) ;
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le pliage (cf. articles Formage à la presse [B 7 510] et Presses [B 7 570]) ;
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le profilage, qui fait appel aux mêmes propriétés (cf. article Données numériques sur les aciers inoxydables [M 323], Filage de l’acier et des métaux difficiles à déformer [M 640] et Mise en forme de l’aluminium. Laminage [M 650], Mise en forme de l’aluminium. Filage ou extrusion [M 651], Mise en forme de l’aluminium. Tréfilage et étirage [M 652] ;
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le filage par choc (cf. article Mise en forme de l’aluminium. Laminage [M 650], Mise en forme de l’aluminium. Filage ou extrusion [M 651], Mise en forme de l’aluminium. Tréfilage et étirage [M 652] ;
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le repoussage (cf. article Formage des tôles fortes [B 7 630]) ;
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l’hydroformage ;
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le formage par explosion (cf. article Formage par explosif [B 7 585]) ;
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l’étirage ou repassage (cf. article Étirage à froid de tubes d’acier [M 636]) ;
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l’emboutissage (cf. article Aptitude à l’emboutissage des tôles minces [B 7 530]) ;
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le formage dans le domaine superplastique (cf. article Superplasticité [M 613]).
Ces différents articles proviennent du présent traité ou du traité Matériauxmétalliques.
On citera les principales normes, on tentera de délimiter le domaine de formage et de donner quelques applications significatives. Les tableaux simplifiés ne sont présentés qu’à titre indicatif. Extraits des normes en vigueur, ils ont été ramenés à l’essentiel et ne dispensent pas de consulter les documents originaux.
Remarque : pour les aciers, on trouve en service au moment de la rédaction des normes NF A... classiques, des normes NF EN... datant de quelques années et des normes NF EN... postérieures à novembre 1992. Or, le système de désignation des nuances est différent pour chacune de ces périodes ; il en résulte une grande confusion. Il faut s’attendre encore à de très nombreuses révisions durant la décennie en cours (consulter également l’article Désignation normalisée des aciers [M 302] dans le traité Matériaux métalliques).
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Métaux ductiles6. Cuivre et alliages de cuivre
Le lecteur se reportera utilement aux articles spécialisés sur les propriétés et données numériques dans le traité Matériaux métalliques.
La structure cristalline cubique à faces centrées du cuivre le rend très malléable à froid ; il s’emboutit donc très bien tout en nécessitant des recuits entre passes. Néanmoins, le cuivre pur est rarement embouti car beaucoup de ses alliages lui sont bien supérieurs ; on le trouve cependant dans les applications où sa bonne résistance chimique, sa conductivité thermique et sa facilité de formage au marteau ou au repoussage l’ont historiquement prédisposé : sucreries, alambics de brasserie ou de parfumerie, malgré son prix élevé.
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Alliages cuivre‐zinc
Appelés laitons, ils se subdivisent en deux catégories :
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laitons α, contenant plus de 61 % de cuivre, qui se prêtent magnifiquement à l’emboutissage profond. Les nuances riches en cuivre (80 à 90 %), ressemblant à l’or, sont adoptées pour la bijouterie bon marché. Les nuances contenant de l’ordre de 30 % de zinc sont particulièrement adaptées au repoussage (dinanderie) ainsi qu’à l’emboutissage‐réemboutissage extra‐profond : fabrication de douilles électriques, de cartouches de munitions, de corps de stylos. Ils sont également bons en expansion (n compris entre 0,4 et 0,7). Le tableau 18, issu de la norme NF A 51-101, en présente les nuances et états les plus utilisés. Il peut être nécessaire de pratiquer un recuit vers 300-320 oC après emboutissage pour éviter la fissuration saisonnière.
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Les alliages au Zn‐Ni, connus sous le nom de maillechort, dépendent de la norme NF A 51-107 (tableau 19 ) ; ils ressemblent à l’argent et sont utilisés pour des objets décoratifs ;
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laitons α + β : ils contiennent de 54 à 61 % de cuivre, la quantité de phase β fragile à froid augmentant avec celle du zinc. De ce fait, ils ne sont mis en forme qu’à chaud, par extrusion inverse.
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Alliages cuivre‐étain
Appelés bronzes, ils sont formables dans tous les modes...
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