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RÉSUMÉ
Couramment utilisée en automobile pour la réalisation des jantes en aluminium ou dans le domaine de l'aérospatiale pour la fabrication de pièces en acier inoxydable de grande dimension, le fluotournage est une technique de déformation plastique des métaux particulièrement intéressante. Le principe se rapproche de celui utilisé par les potiers : il permet d'allonger une préforme axisymétrique en réduisant son épaisseur. Cet article présente les différents modes de fluotournage existants (conique et cylindrique) ainsi que l'analyse mécanique du procédé et de sa mise en œuvre. De même, sont présentés ici les machines et outillages impliqués ainsi que les caractéristiques des objets produits avec cette méthode.
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Marie HOUILLON : Docteur de l'École des Mines de Paris - Cet article est une mise à jour de la précédente édition écrite en 1984 par Jean-Pierre VERGÈS et Jean-Pierre BERNADOU
INTRODUCTION
Utilisant un principe connu de longue date – il s'apparente à la technique du potier – mécanisé depuis les années 1950, le fluotournage consiste à déformer plastiquement les métaux par extrusion ponctuelle, la matière s'écoulant entre un mandrin mis en rotation et une ou plusieurs molettes exerçant une pression élevée. Le métal s'écoule en tournant, d'où le nom attribué au procédé.
Il permet d'allonger une préforme axisymétrique en réduisant son épaisseur. Cette réduction d'épaisseur est caractéristique du procédé, et l'on réserve le nom de repoussage aux mises en forme à épaisseur constante.
Suivant les matériaux, le fluotournage s'effectue à froid (c'est-à-dire sans chauffer les ébauches), ou à chaud (450 à 1 050 oC suivant les métaux).
Les pays de langue anglo-saxonne utilisent plusieurs termes équivalents : spinning, flow-spinning, flow-forming, flow-turning, shear spinning.
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7. Caractéristiques des produits obtenus
7.1 Formes et dimensions
Des exemples en sont donnés sur les figures 15 et 16.
HAUT DE PAGE7.2 Caractéristiques mécaniques et métallurgiques
Contrairement au travail à chaud, le fluotournage à froid modifie profondément les propriétés du matériau. L'écrouissage obtenu dépend du taux de réduction imposé (figure 17) : il se traduit par une augmentation, en général très sensible, de la limite d'élasticité Rp 0,2 % et de la résistance à la rupture Rm , et par une chute de l'allongement réparti A et de la résilience.
Cela permet d'utiliser les pièces telles quelles, en profitant de l'accroissement de résistance, ou encore d'opérer un traitement thermique de mise en solution pour les alliages à durcissement structural, ce qui restaure toutes les propriétés. Le tableau 1 résume quelques exemples.
Compte tenu de l'importance des déplacements relatifs de matière, la microstructure se trouve également fortement modifiée. La figure 18 (d'après ) montre comment le grain est transformé par allongement axial : de plus, la composante circonférentielle F c perpendiculaire au plan de la macrographie, induit une déformation hélicoïdale ajustable selon les paramètres appliqués .
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AVITZUR (B.) - Analysis of power spinning of cones. - Ph. – D. Thesis Univ. du Michigan (Bib. importante), Ed. University Microfilms International Am. Arbor Michigan, (USA) (1959).
-
(2) - AVITZUR (B.), YANG (C.T.) - Analysis of power spinning of cones. - J. of Eng. for Ind., (USA), p. 231-244, août 1960.
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(3) - KALPACIOGLU (S.) - On the mechanics of shear spinning. - J. of Eng. for Ind., (USA), p. 125-130, mai 1961.
-
(4) - KOBAYASHI (S.), HALL (I.K.), THOMSEN (E.G.) - A theory of shear spinning of cones. - J. of Eng. for Ind., (USA), p. 485-495, nov. 1961.
-
(5) - KALPACIOGLU (S.) - Application de la méthode analytique à un problème technologique : cas du fluotournage. - 9e Conf. des Chefs de l'Ordonnance Materials Research, The Cincinnati Milling Machine Company, p. 2-27, août 1962.
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(6) - HAYAMA (M.), MUROTO (T.) - Theoretical...
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