Forgeage à froid

Le forgeage à froid, aussi appelé forge à froid ou frappe à froid, est un procédé de mise en forme des métaux réalisé à température ambiante ou légèrement élevée, mais toujours inférieure à la température de recristallisation du matériau. Cette technique consiste à obtenir la déformation plastique d'une pièce métallique, généralement à l'état brut, en la soumettant à de fortes pressions dans une matrice. Contrairement au forgeage à chaud, le forgeage à froid ne nécessite pas de chauffer préalablement le métal à des températures élevées[1],[2],[3],[4].

Ce procédé est largement utilisé dans l'industrie pour la fabrication en grande série de pièces métalliques de précision, notamment dans les secteurs de l'automobile, de l'aéronautique et de la visserie. Il permet d'obtenir des pièces aux propriétés mécaniques améliorées, avec un excellent état de surface et une grande précision dimensionnelle. Le forgeage à froid présente également l'avantage d'être plus économique et écologique que le forgeage à chaud, en raison de sa moindre consommation d'énergie.

L'extrusion à froid, aussi appelée forge de précision est un procédé de forgeage à froid.

Domaines d’application

Le coût des outillages (matrice, poinçon) et les machines très robustes, imposent un usage orienté pour la très grande fabrication en série, dans le domaine de l’automobile, de la visserie, et de la quincaillerie en général.

Types de pièces

  • Pièces creuses : s’apparente à l’emboutissage, mais à la place de tôle, on emploie des lopins qui sont des galettes de métal, généralement découpées dans un profilé cylindrique par tronçonnage ou cisaillage. Par exemple : les poussoirs d’arbre à cames des moteurs à explosion (coupelle de ressort de soupape),
  • Pièces mixtes : tirées à partir d’un lopin, tiré d’un profilé, on forge une pièce qui peut être soit :
    • pièces composées uniquement de parties cylindriques en relief : vis, rivets, axes, tiges, inserts, rayons de roue
    • pièces composées de parties pleines et creuses : vis avec tête à empreinte (cruciforme, 6 pans creux), écrous spéciaux,

Types d’installations

Les machines à forger à froid sont extrêmement robustes, du fait que le lopin n’a pas la malléabilité que lui aurait donnée un chauffage. Une cadence de fabrication élevée (plusieurs centaines à plusieurs milliers de pièces à l’heure). La nécessité de travailler sous jet d’huile pour éviter le grippage pièce-matrice-poinçon. Une mise au point très délicate. Outillage très onéreux, à plusieurs stations pour passer du lopin à la pièce finie.

L’alimentation de la machine peut être soit par lopins pré-découpés à l’avance, ou par lopins, cisaillés dans une barre ou une bobine de fil métallique, directement sur le poste de frappe.

Avantages

  • Cadence de fabrication très élevée,
  • Obtenir des pièces sans dépouille,
  • Formes aux intérieurs géométriquement complexes : polygonales, cylindriques, coniques, borgnes, sphériques, tronquées, etc.)
  • Caractéristiques du métal améliorées par écrouissage et fibrage,
  • Économie de matière par rapport au forgeage à chaud ou à l’usinage,
  • Tolérances précises (de quelques centièmes de millimètre),
  • Bon état de surface,

Notes et références

  1. ↑ Alexandre THIBAULT, « Contribution à l’intégration produit : processus de fabrication, application au domaine de la forge » [PDF], (consulté le ), p. 16
  2. ↑ « Forgeage à froid de l’acier », sur Techniques de l'Ingénieur (consulté le )
  3. ↑ « Forgeage à froid. Processus », sur Gestión De Compras (consulté le )
  4. ↑ « 4 - Forgeage à froid des pièces massives [Introduction au module du forgeage des matériaux] », sur ressources.unit.eu (consulté le )

Voir aussi

  • Portail de l'industrie
  • Portail du génie mécanique
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