chap. 6 : procédés de mise en oeuvre des matériaux à partir de l'état plastique Flashcards
définition de formage / formabilité :
aptitude d’un matériau à se déformer de façon permanente sans détérioration
Domaine élastique : pas de déformation permanente (proportionnalité entre contrainte et déformation)
Domaine plastique : déformation permanente après dépassement de la limite d’élasticité
Propriétés du formage :
- Formage augmente avec la température : + T augmente, + la limite d’élasticité diminue
- Formage diminue avec augmentation du carbone
- Formage diminue avec l’écrouissage.
Définition de l’écrouissage ?
C’est quand on applique plusieurs déformations plastiques à un matériau.
Cela modifie sa structure : il devient plus résistant, et sa limite d’élasticité augmente.
Définition du forgeage libre ?
Travail (principalement à chaud) des matériaux, par pression ou par chocs. Plusieurs frappes nécessaires par opération.
La qualité de la pièce obtenue dépend essentiellement de la dextérité de l’opérateur !
Quelles sont les machines qui permettent de faire du forgeage libre ?
Marteaux pilons à double effet
Presses à forger hydrauliques
Avantages du forgeage libre ?
- économie de matière
- on peut forger une grande surface
- la pièce obtenue aura des caractéristiques mécanique très élevées.
Effets du forgeage libre sur la pièce obtenue ?
- direction privilégiée des fibres
- amélioration de la structure, + compact
- l’écrouissage augmente la limite d’élasticité, la dureté, la résilience
Inconvénients du forgeage libre ?
- Travail unitaire
- prix de revient élevé
- difficilement automatisable
- surépaisseur d’usinage élevée.
- pas de matrice : petites séries uniquement
Quels sont les matériaux qui sont forgeables ?
- Tous les aciers sauf ceux cassant à chaud
- Les alliages légers
Estampage ?
forgeage mécanique des aciers
Matriçage :
forgeage mécanique des matériaux non ferreux
Principe du forgeage par matriçage :
Chauffer un lopin qu’on écrase entre deux blocs matrice en acier (matrice inf fixe et matrice sup en mouvement) portant les empreintes correspondant aux formes intermédiaires et définitive de la pièce à obtenir
Surface de joint :
Surface séparant les deux blocs matrice
Critères de choix de la surface de joint :
- la + simple possible
- la + grande : passe par la plus grande section de la pièce
- éviter les effets de bords
- ne pas générer de contre dépouilles
- équilibrer les matrices (si une + lourde : en haut)
- Générer le + de dépouilles naturelles
Que faire si surface de joint brisée (=pas plane) ?
Comme résultante de force non verticale, glissement entre les matrices et usage prématuré.
- talon de compensation
- surface de joint la + équilibrée possible
- estamper deux pièces en même temps
Principe du forgeage horizontal ?
Lopin serré entre deux matrices (une fixe, une mobile). Puis serrage, un poinçon/bouterolle vient forger le métal (diminution de la longueur, expansion du diamètre)
Phénomène de flambage :
si la barre dépasse trop : non guidée par les outillages, elle risque de se replier sur elle-même
Les deux règles du formage horizontal ?
- la longueur non soutenue de métal que l’on peut correctement refouler ne doit pas sup 3x le diamètre de la barre
- si dépasse les 3x, c’est qd même possible uniquement si la partie est enfermée dans une cavité dont le diamètre n’excède pas 1.5 fois le diamètre de la barre initiale.
électro forgeage ?
- si on veut refouler des rapports L/D > 3 et jusqu’à 30.
Principe : Un courant électrique de forte intensité et de faible tension provoque la montée en température, puis un vérin fait le forgeage et refoule la matière.
Après l’opération d’électro forgeage ?
pièce mise dans une matrice et on la termine
inconvénients de l’électro forgeage
- perdre des éléments chimiques en périphérie
- bcp d’énergie nécessaire
Extrusion à froid pour quelles pièces ?
pièces présentant axe de révolution ou axisymétrique
Principe de l’extrusion à froid ?
On comprime (T ambiante) un lopin cisaillé entre une matrice et un poinçon.
–> effort important nécessaire (pression à l’intérieur des outillages environ 200MPa)
donc pièces dépassent rarement 15kg
opérations en extrusion à froid
- écrasage qui prépare le lopin
- filage
différence filage direct / filage inverse ?
- Filage direct : écoulement du métal dans le sens de déplacement du poinçon
alors que dans le filage inverse, le métal va dans le sens inverse
Avantages de l’extrusion à froid ?
- pièces obtenues nécessitent peu ou pas d’usinage ultérieur.
- automatisation possible
- grandes séries
- grande précision (4/100e de mm)
- peu/pas de perte de métal
- écrouissage à la dernière étape
Inconvénients de l’extrusion à froid ?
- avoir un matériau très malléable à froid
- outillages très précis donc coûteux
- Le débitage du lopin doit être très précis
- risque de grippage des pièces car efforts très importants
Quels sont les éléments à prendre en compte pour choisir entre le forgeage et l’extrusion à froid ?
- poids
- forme de pièce
- dimension
- précision demandée
