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Auteur(s)
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Roger DEVELAY : Ancien directeur adjoint du Centre de recherche et développement de Voreppe Péchiney - Réactualisation par Albert MASTROT - Centre de recherche et développement de Voreppe Péchiney
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Le procédé de déformation par filage, bien qu’utilisé pour le plomb depuis 1797 (par Bramah en Grande-Bretagne), puis développé pour les métaux cuivreux durant le 19 e siècle, n’a été réellement appliqué industriellement pour l’aluminium qu’au début des années 1920. Depuis, il a connu une utilisation continuellement croissante avec un saut sensible à partir des années 1960 par suite de la pénétration importante des profilés en alliage d’aluminium dans le domaine de la menuiserie métallique.
Aujourd’hui, le filage peut être considéré − après le laminage cependant − comme un des procédés majeurs et essentiels pour la mise en forme de l’aluminium et ses alliages :
-
d’une part, les progrès accomplis durant ces dernières décennies font que cette technique se prête admirablement à la réalisation de produits filés de formes ou profils extrêmement variés, voire même très sophistiqués ;
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d’autre part, les alliages d’aluminium aptes au filage sont nombreux et, du fait de la grande variété de leurs propriétés, ils peuvent être considérés comme bien
adaptés aux différentes applications qui s’ouvrent aux produits filés en aluminium, applications qui couvrent actuellement les domaines les plus variés, et dont les plus importants sont les transports (aérospatiaux, terrestres, maritimes), le bâtiment, la construction mécanique, etc.
Nous nous attacherons dans cet article à décrire les particularités propres à l’aluminium et à ses alliages en examinant successivement :
-
les aspects technologiques (procédés, outillages, lubrification) ;
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les conditions et possibilités de déformation par filage : pressions, températures, vitesses, limites dimensionnelles, influence de la nature de l’alliage et des traitements thermiques préalables éventuels ;
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les aspects métallurgiques (y compris le procédé de trempe sur presse) ;
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les alliages d’aluminium les plus spécialement utilisés en filage.
Notons qu’il est courant dans les ateliers de filage des alliages d’aluminium de distinguer deux types d’alliages :
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les alliages « doux » : alliages des séries 1000, 3000, 5000 (avec Mg
) et 6000 qui présentent une bonne, voire très bonne aptitude au filage ;
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les alliages « durs » : alliages des séries 2000, 7000 et 5000 (avec Mg
) dont l’aptitude au filage est relativement moins bonne.
Le lecteur pourra se reporter aux articles « Filage de l’acier et des métaux difficiles à déformer » et « Propriétés de l’aluminium et des alliages d’aluminium corroyés »
.
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Alliages d’aluminium pour filage
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3. Aspects métallurgiques du filage
Les aspects métallurgiques du filage de l’aluminium et des alliages sont très importants car ils conditionnent la structure et, par suite, toutes les propriétés des produits obtenus. Ces aspects métallurgiques découlent de très nombreux paramètres :
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les uns étant inhérents à l’opération de filage elle-même et également à toutes les opérations pouvant être réalisées pendant ou après le filage : la figure 26 (p. 18) donne un aperçu général de ce qu’il est courant d’appeler le cycle de filage ;
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les autres dépendant de l’alliage et de sa composition en particulier.
3.1 Effets de corroyage. Destruction de la texture de fonderie
La déformation à chaud par filage provoque un glissement relatif des couches successives du métal. Ce glissement, qui se traduit en fait par un cisaillement, entraîne une véritable destruction de la structure initiale de fonderie. En outre, les constituants qui sont normalement solubles à la température de filage, sont mis en solution et les constituants insolubles à cette température sont déformés, voire brisés dans ces zones d’écoulement. Ces phénomènes, qui constituent l’effet de corroyage, sont d’autant plus intenses que le rapport de filage (rapport de la section de la billette avant filage à la section du produit filé) est plus important et, dans la pratique, pour obtenir un corroyage suffisant, on applique un rapport de filage minimal de 10 à 12.
Le corroyage se produit dans tout le volume du métal, sauf toutefois dans le début immédiat du produit filé ainsi que dans le centre des barres filées avec un rapport de filage trop faible.
HAUT DE PAGE3.2 Effets de texture
L’absence d’une texture recristallisée ou, au contraire, la présence d’une texture recristallisée sont d’une grande importance pour les propriétés des produits filés en alliages d’aluminium. De plus, dans ce dernier cas d’une texture recristallisée, l’homogénéité de la recristallisation ainsi que la grosseur des grains sont également d’une importance primordiale.
Deux phénomènes sont particulièrement bien connus des fileurs et...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FUCHS (F.J.) - Hydrostatic wire extrusion - . Wire J. (USA) oct. 1970 p. 105-12.
-
(2) - TUSCHY (E.) - Strangpressen Neue Verfahren - . Metallwissenschaft und Technik 3 n° 36 mars 1982 p. 269-79 bibl. (71 réf.).
-
(3) - BAUSER (M.) et TUSCHY (E.) - Ubersichtaufsatz Strangpressen Heutiger Stand und Entwicklungstendenzen - . Z. Metallkde (D) n° 73 juil. 1982 p. 411-9 bibl. (75 réf.).
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(4) - KERSPE (J.H.) - Filage hydrostatique à la presse - . Partie I : Principes fondamentaux et application. Le Tréfilé (F) n° 34 1984 p. 109-12 bibl. (15 réf.) ; Partie II : Principes et application. Le Tréfilé (F) n° 35 1985 p. 71-6.
-
(5) - HARPER (S.) - Special extrusion processes for non-ferrous metals - . Metallurgist and Materials Technologist (GB) mai 1980 p. 257-60 bibl. (9 réf.).
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