Quelle est la classification de base du forgeage ?

Le forgeage est un procédé fondamental de formage des métaux, essentiel à la fabrication de composants robustes et durables dans divers secteurs. Des vilebrequins automobiles et des supports pour l'aéronautique aux fixations de construction et aux outils pour champs pétroliers, les pièces forgées sont reconnues pour leurs excellentes propriétés mécaniques et leur intégrité structurelle.

Comprendre leclassification de base du forgeageAide les ingénieurs, les concepteurs et les professionnels des achats à choisir la méthode de forgeage la plus adaptée à l'application, à la complexité des pièces, au volume de production et au type de matériau. Cet article explore les principaux types de forgeage et leurs caractéristiques pour vous aider à prendre des décisions éclairées.

acier saky

Qu'est-ce que le forgeage ?

ForgeageLe forgeage est un procédé de fabrication qui consiste à façonner le métal en exerçant des forces de compression localisées. Ce procédé peut être réalisé par martelage, pressage ou laminage, généralement à l'état chaud (mais solide). Le forgeage améliore la structure interne du grain, accroît la résistance et élimine les défauts tels que la porosité ou les inclusions.

Le forgeage a évolué vers diverses techniques en fonction de facteurs tels que la température, l'équipement utilisé et la configuration des matrices.

Classification de base du forgeage

Les procédés de forgeage peuvent être largement classés en fonction dedeux critères principaux:

1. Température de formage

2. Configuration des matrices et outillage

Examinons chaque classification en détail.

Classification par température de formage

Il s'agit de la classification la plus courante des procédés de forgeage. Selon la température à laquelle le forgeage est réalisé, on distingue :

1. Forgeage à chaud

Définition:Réalisée à des températures élevées, généralement supérieures à la température de recristallisation du métal (environ 1100–1250 °C pour l'acier).

Avantages:

• Haute ductilité et faible résistance à la déformation

• Permet des formes complexes

• Affine la structure du grain

• Élimine la porosité et les défauts

Inconvénients:

• Formation de tartre due à l'oxydation

• La précision dimensionnelle est inférieure à celle du forgeage à froid

• Nécessite plus d'énergie pour le chauffage

Applications:

• Pièces automobiles (vilebrequins, engrenages)

• Composants de machinerie lourde

• Arbres et brides industriels

2. Forgeage à chaud

Définition:Réalisé à des températures intermédiaires (entre 500°C et 900°C), combinant certains avantages du forgeage à chaud et à froid.

Avantages:

• Charges de formage réduites

• Contrôle dimensionnel amélioré

• Moins d'oxydation par rapport au forgeage à chaud

• Meilleure finition de surface

Inconvénients:

• Limité à des matériaux spécifiques

• Des exigences d'équipement plus complexes

Applications:

• Composants de transmission

• Bagues de roulement

• Ébauches d'engrenages

3. Forgeage à froid

Définition:Réalisé à température ambiante ou proche de la température ambiante sans chauffer le matériau.

Avantages:

• Excellente finition de surface

• Tolérance dimensionnelle étroite

• L'écrouissage améliore la résistance

• Aucune oxydation ni entartrage

Inconvénients:

• Forces de formage élevées requises

• Limité à des formes plus simples et des matériaux plus doux

• Risque de stress résiduel

Applications:

• Fixations (boulons, vis, rivets)

• Arbres

• Petits composants de précision

Classification par configuration de matrice

Le forgeage peut également être classé en fonction du type de matrices et d'équipements utilisés dans le processus :

1. Forgeage libre (forgeage libre)

Définition:Le métal est placé entre des matrices plates ou simples qui n'enferment pas complètement le matériau.

Processus:

• La pièce est déformée en plusieurs étapes

• L'opérateur contrôle la direction de la déformation

• Idéal pour la production personnalisée ou en faible volume

Avantages:

• Convient aux formes grandes et simples

• Coût de matrice inférieur

• Bon contrôle du flux de grains

Inconvénients:

• Précision dimensionnelle inférieure

• Une main d'œuvre plus qualifiée est nécessaire

• Un usinage supplémentaire peut être nécessaire

Applications:

• Grands arbres, disques, anneaux

• Composants industriels lourds

• Pièces marines et de production d'énergie

2. Forgeage par matrice fermée (forgeage par empreinte)

Définition:Le métal est placé dans une cavité de matrice qui ressemble à la forme souhaitée de la pièce.

Processus:

• La force de haute pression force le métal à pénétrer dans la matrice

• Le flash est souvent formé puis coupé

• Idéal pour la production à haut volume

Avantages:

• Composants de forme précis et quasi nets

• Haute répétabilité et efficacité

• Propriétés mécaniques améliorées grâce à l'alignement des grains

Inconvénients:

• Coût d'outillage plus élevé

• Limité aux pièces de petite et moyenne taille

• Nécessite un équipement plus sophistiqué

Applications:

• Engrenages

• Bielles

• Composants automobiles et aérospatiaux

3. Forgeage bouleversé

Définition:Consiste à augmenter le diamètre d'une partie d'une barre métallique en comprimant sa longueur.

Processus:

• Généralement réalisé dans des machines de forgeage horizontales

• Utilisé pour former des têtes sur des boulons, des rivets et des attaches

Avantages:

• Production efficace de composants symétriques

• Bonne résistance mécanique

• Vitesse de production élevée

Applications:

• boulons

• Vis

• Arbres et tiges de soupapes

4. Roulage annulaire sans soudure

Définition:Un type spécifique de forgeage où un anneau est formé à partir d'une préforme percée puis élargi par laminage.

Avantages:

• Excellente orientation des grains

• Épaisseur de paroi précise

• Rentable pour les anneaux de grand diamètre

Applications:

• Roulements

• Brides

• Engrenages et composants de récipients sous pression

Classifications supplémentaires

Dans le forgeage moderne, les procédés sont également classés par :

a. Type de machine

• Forgeage au marteau

• Forgeage à la presse hydraulique

• Forgeage à la presse à vis

• Forgeage à la presse mécanique

b. Niveau d'automatisation

• Forgeage manuel

• Forgeage semi-automatique

• Forgeage entièrement automatique

c. Type de matériau

• Ferreux (acier au carbone, acier inoxydable)

• Non ferreux (alliages d'aluminium, de cuivre, de titane, de nickel)

Forgeage vs autres méthodes de formage des métaux