1. Forge libre
Le forgeage libre désigne la méthode de traitement consistant à utiliser des outils simples à usage général ou à appliquer directement une force extérieure à l'ébauche entre les enclumes supérieure et inférieure de l'équipement de forgeage pour déformer l'ébauche afin d'obtenir des pièces forgées présentant la forme géométrique et la qualité interne requises.
Le forgeage libre produit principalement des pièces forgées en petites séries. Des équipements tels que des marteaux de forge et des presses hydrauliques sont utilisés pour former des ébauches et obtenir des pièces forgées conformes aux spécifications. Le forgeage libre utilise la méthode de forgeage à chaud.
Le procédé de forgeage libre comprend un processus de base, un processus auxiliaire et un processus de finition.
Le procédé de base du forgeage libre comprend le refoulement, l'étirage, le poinçonnage, le pliage, la découpe, la torsion, le décalage et le forgeage, etc. Mais les trois procédés les plus couramment utilisés en production sont le refoulement, l'étirage et le poinçonnage.
Procédé auxiliaire : procédé de pré-déformation, tel que le pressage de la mâchoire, le pressage du bord du lingot d’acier, la découpe de l’épaulement, etc.
Procédé de finition : processus de réduction des défauts de surface des pièces forgées, tel que l’élimination des irrégularités et la mise en forme de la surface de la pièce forgée.
Avantage:
(1) La flexibilité de forgeage est grande, elle peut produire de petites pièces de moins de 100 kg. Et elle peut également produire des pièces lourdes jusqu'à 300 t.
(2) Les outils utilisés sont des outils simples à usage général.
(3) Le formage des pièces forgées consiste à déformer progressivement l'ébauche dans différentes zones. Par conséquent, la puissance des équipements de forgeage nécessaires pour réaliser une même pièce est bien inférieure à celle requise pour le forgeage à la matrice.
(4) Faibles exigences de précision pour l'équipement.
(5) Le cycle de production est court.
Inconvénients :
(1) L'efficacité de production est bien inférieure à celle du forgeage à matrice.
(2) Les pièces forgées ont des formes simples, une faible précision dimensionnelle et des surfaces rugueuses.
(3) Les travailleurs ont une intensité de travail élevée et nécessitent des niveaux techniques élevés.
(4) Il n’est pas facile de réaliser la mécanisation et l’automatisation.
2. Forgeage à la matrice
Le forgeage à matrice désigne une méthode de forgeage où les pièces sont obtenues par formage d'ébauches à l'aide de matrices sur des équipements de forgeage spéciaux. Les pièces forgées ainsi produites sont de dimensions précises, présentent de faibles tolérances d'usinage, une structure complexe et une productivité élevée.
Classés selon l'équipement utilisé : forgeage à la matrice sur marteau, forgeage à la matrice sur presse à manivelle, forgeage à la matrice sur machine à forger à plat, forgeage à la matrice sur presse à friction, etc.
Avantages :
(1) Efficacité de production accrue. Lors du forgeage en matrice, la déformation du métal est réalisée dans la cavité de la matrice, ce qui permet d'obtenir rapidement la forme souhaitée.
(2) Des pièces forgées aux formes complexes peuvent être forgées.
(3) Cela peut rendre la distribution du métal plus raisonnable et améliorer la durée de vie des pièces.
(4) La taille de la pièce forgée est plus précise, la qualité de surface est meilleure et la surépaisseur d'usinage est plus petite.
(5) Économiser les matériaux métalliques et réduire la charge de travail de découpe.
(6) À condition de lots suffisants, le coût des pièces peut être réduit.
Inconvénients :
(1) Le poids des pièces forgées par matrice est limité par la capacité des équipements de forgeage par matrice généraux, généralement inférieur à 7 kg.
(2) Le cycle de fabrication de la matrice de forgeage est long et le coût est élevé.
(3) Le coût d’investissement des équipements de forgeage à matrice est plus élevé que celui des presses de forgeage libre.
3. Forgeage par laminage
Le forgeage par laminage désigne un procédé de forgeage dans lequel une paire de matrices contrarotatives en forme d'éventail est utilisée pour déformer plastiquement la billette afin d'obtenir la pièce forgée ou la billette de forgeage souhaitée.
Le laminage est une déformation tridimensionnelle complexe. La majeure partie du matériau déformé s'écoule longitudinalement, augmentant ainsi la longueur de la billette, tandis qu'une petite partie s'écoule latéralement, augmentant sa largeur. Au cours du laminage, la section à la base de la billette diminue continuellement. Ce procédé utilise le principe du profilage par rouleaux pour déformer progressivement une ébauche.
Le laminage à froid est adapté aux procédés de déformation tels que l'allongement d'arbres, le laminage de plaques et la répartition de matériaux dans le sens de la longueur. Il permet de fabriquer des bielles, des forets hélicoïdaux, des clés, des pointes de signalisation routière, des houes, des pioches et des pales de turbine, etc.
Comparé au forgeage à matrice ordinaire, le forgeage par laminage présente les avantages suivants : structure d’équipement simple, production stable, faibles vibrations et bruit, automatisation facile et rendement de production élevé.
4. Forgeage de matrices de pneus
Le forgeage en matrice pour pneumatiques est une méthode de forgeage qui consiste à fabriquer une ébauche par forgeage libre, puis à la mouler pour obtenir le pneu. C'est une méthode intermédiaire entre le forgeage libre et le forgeage en matrice. Elle est couramment utilisée dans les petites et moyennes entreprises disposant de peu d'équipements de forgeage en matrice, la plupart du temps des marteaux de forgeage libre.
Il existe de nombreux types de moules utilisés dans le forgeage des pneus, et les plus couramment utilisés en production sont les moules à chute, les moules à boucle, les moules à réglage, les moules à coussin, les moules de serrage, etc.
La matrice à cylindre fermé est principalement utilisée pour le forgeage de pièces rotatives. Par exemple, des engrenages à bossages aux deux extrémités sont parfois forgés à l'aide de matrices à cylindre fermé. Le forgeage en matrice à cylindre fermé est un forgeage sans bavures.
Pour le forgeage de moules de pneumatiques aux formes complexes, il est nécessaire d'ajouter deux demi-moules (c'est-à-dire une surface de joint) au moule cylindrique afin de réaliser un moule cylindrique combiné. L'ébauche est ensuite formée dans la cavité ainsi constituée.
Le film composite est généralement composé de deux parties : les moules supérieur et inférieur. Afin d'aligner correctement ces moules et d'éviter tout déplacement des pièces forgées, des guides et des goupilles de guidage sont souvent utilisés pour leur positionnement. Le serrage par matrice est principalement employé pour la production de pièces forgées non rotatives de formes complexes, telles que les bielles, les fourches, etc.
Comparé au forgeage libre, le forgeage par matrice de pneumatiques présente les avantages suivants :
(1) Étant donné que l'ébauche est formée dans la cavité de la matrice, la taille de la pièce forgée est relativement précise et la surface est relativement lisse.
(2) La distribution du tissu hydrodynamique est raisonnable, donc la qualité est élevée.
(3) Le forgeage en matrice permet de réaliser des pièces forgées aux formes relativement complexes. La forme de la pièce étant contrôlée par la cavité de la matrice, l'ébauche est formée rapidement. La productivité est de 1 à 5 fois supérieure à celle du forgeage libre.
(4) Le nombre de blocs restants étant faible, la surépaisseur d'usinage est réduite. Cela permet non seulement d'économiser du métal, mais aussi de diminuer le temps de travail d'usinage.
Inconvénients :
(1) Un marteau de forgeage d’un tonnage plus important est nécessaire ;
(2) Seules les petites pièces forgées peuvent être produites ;
(3) La durée de vie du moule à pneus est faible ;
(4) Il est généralement nécessaire de faire appel à la main-d'œuvre pour déplacer le moule à pneus pendant le travail, de sorte que l'intensité du travail est relativement élevée ;
(5) Le forgeage par matrice de pneus est utilisé pour produire des lots moyens et petits de pièces forgées.
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Date de publication : 30 juin 2023
