Le forgeage expliqué :comment le métal est façonné avec un martelage contrôlé

Le forgeage est un processus de travail des métaux qui façonne progressivement une pièce de métal chauffée, appelée lingot. Il s'agit de former le lingot à coups répétés d'un marteau ou d'une matrice qui est soulevé puis déposé sur la pièce, l'aplatissant ou l'entraînant dans un moule. Selon la complexité de la conception de la pièce, le procédé nécessite parfois l'utilisation de plusieurs matrices en progression. Le processus de forgeage produit généralement une approximation étroite de la pièce finie, mais un usinage supplémentaire est généralement nécessaire pour la ramener dans les limites de tolérance. Le forgeage est largement utilisé dans l'industrie automobile pour produire diverses pièces de moteur, engrenages et essieux.

Les matrices utilisées pour le forgeage sont généralement constituées d’un acier fortement allié, appelé acier à outils. Les matrices de forgeage sont conçues pour résister aux chocs et à l'usure, et peuvent généralement supporter des milliers de cycles de chauffage et de refroidissement rapides. Les matrices de forgeage sont généralement constituées de deux moitiés. La moitié supérieure, appelée marteau, est attachée au bloc qui est soulevé et déposé sur le lingot. La moitié inférieure, appelée enclume, est généralement une matrice fixe contre laquelle le lingot est forgé.

Le matriçage à matrice ouverte est réalisé avec des matrices qui n'entourent pas complètement la pièce. Les matrices sont généralement plates, bien que des matrices profilées ou des matrices de découpe puissent également être utilisées. La conception ouverte permet au lingot de se dilater lorsqu'il est martelé à l'épaisseur souhaitée.

Les techniques couramment associées au forgeage à matrice ouverte comprennent le crantage et le bordage. Le cogging est le processus d'aplatissement progressif d'une barre ou d'un lingot dans le sens de la longueur. Ce processus est utilisé pour obtenir l’épaisseur souhaitée, après quoi elle peut être bordée. Le délignage est généralement réalisé avec une matrice concave. Cette technique concentre et façonne le matériau le long des côtés et des extrémités de la pièce forgée afin d'obtenir des bords uniformes et une largeur appropriée.

Le forgeage par empreinte, parfois appelé forgeage à matrice fermée, utilise des matrices en forme de moule. Lorsque le marteau tombe sur la pièce, le métal chaud est forcé dans les cavités de la matrice pour créer la forme finale de la pièce. Au fur et à mesure que le métal est forcé de s'adapter à la matrice, l'excès de matériau, appelé flash, est expulsé. Le flash doit être retiré une fois le forgeage terminé.

Un autre type courant de forgeage à matrice fermée est appelé forgeage sans flash. Ce processus est également appelé véritable forgeage à matrice fermée, car la pièce à usiner est complètement enfermée dans la matrice, empêchant ainsi la formation de bavures. De nombreux fabricants préfèrent le forgeage sans flash, car le flash produit par le forgeage par impression peut représenter près de la moitié du lingot d'origine.

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