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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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8. Métaux ou alliages exotiques
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Nickel et alliages
Le nickel désoxydé et le Monel (26 à 30 % Cu, 3 % Fe, 1,5 % Si) ont une bonne formabilité en emboutissage (réduction de 40 % en rétreint) ou en fluotournage. L’Inconel (80 % Ni, 13 % Cr et du fer) s’emboutit comme l’acier mais nécessite de plus grands efforts.
Les superalliages comme IN 100, Astroloy, Waspalloy se mettent bien en forme dans le domaine superplastique : aéronautique, chimie, etc.
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Titane et alliages
Le formage à froid du titane est difficile, sauf pour la qualité « douce » (très peu d’oxygène et de fer). Il présente un très fort retour élastique (module d’élasticité faible) qui oblige généralement à pratiquer ensuite un calibrage à chaud. Il est sensible à l’entaille (la découpe des flans doit être parfaite).
L’alliage TA6V (6 % Al et 4 % V) est très utilisé en formage superplastique, réalisé vers 850-900 oC et à des vitesses de déformation de l’ordre de 10–4 s–1 : capotages, ferrures, entretoises, raidisseurs aéronautiques. La lenteur du procédé n’est pas toujours un gros inconvénient, car on a mis au point une technique de soudage par diffusion qui se fait simultanément au formage et qui permet la réalisation de pièces extrêmement complexes, telles que des sections entières d’ailes.
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Niobium et béryllium
Dans les deux cas, les tôles sont obtenues par le laminage de poudres frittées. Ce sont des métaux qui ont une très forte tendance au grippage. Le niobium se forme assez bien à froid, à condition d’utiliser des lubrifiants et des matériaux d’outils convenables (cuproaluminium). Le béryllium ne peut être formé qu’à hautes températures (500 à 800 oC) avec des outils en graphite. Leurs applications sont cantonnées aux domaines « de pointe » : aérospatial, nucléaire.
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