Le forgeage est le processus de mise en forme du métal par l’application d’une force. Le forgeage en matrice ouverte est également connu sous le nom de smith forging. Dans le forgeage à matrice ouverte, un marteau frappe et déforme la pièce, qui est placée sur une enclume stationnaire. Le forgeage à matrice ouverte doit son nom au fait que les matrices (les surfaces qui sont en contact avec la pièce) n’enferment pas la pièce, ce qui lui permet de s’écouler sauf aux endroits où elle est en contact avec les matrices. L’opérateur doit donc orienter et positionner la pièce pour obtenir la forme souhaitée. Les matrices sont généralement de forme plate, mais certaines ont une surface spécialement formée pour des opérations spécialisées. Par exemple, une matrice peut avoir une surface ronde, concave ou convexe ou être un outil pour former des trous ou un outil de découpe. Elle diffère du forgeage en matrice fermée en ce que la pièce à usiner n’est pas enfermée par les matrices et que les matrices elles-mêmes ressemblent davantage à des outils aux formes et profils simples plutôt que de ressembler à des moules fermés.
Le forgeage en matrice ouverte est une technique importante pour de nombreux types de fabrication. Elle permet le façonnage d’ébauche et de finition du métal, le plus souvent de l’acier et des alliages d’acier. Elle nécessite une matrice ouverte sur les côtés, permettant à la pièce de se déplacer librement, dans une direction latérale, lorsqu’elle est frappée. Ce type de conception permet également de forger de très grandes pièces, pesant dans certains cas plusieurs tonnes et présentant une grande longueur et une grande largeur. Certaines forges à matrice ouverte peuvent accueillir des pièces pesant jusqu’à 150 tonnes américaines (136 tonnes métriques) et 80 pieds ou plus (24,4 m) de longueur.
Les pièces forgées à matrice ouverte peuvent être travaillées dans des formes qui comprennent des disques, des moyeux, des blocs, des arbres (y compris des arbres à gradins ou avec des brides), des manchons, des cylindres, des plats, des hexagones, des ronds, des plaques et certaines formes personnalisées.
La forge à matrice ouverte se prête aux petites séries et convient à la forge d’art et au travail personnalisé. Dans certains cas, le forgeage en matrice ouverte peut être employé pour façonner grossièrement les lingots afin de les préparer aux opérations ultérieures. Le forgeage en matrice ouverte peut également orienter le grain pour augmenter la résistance dans la direction requise.
Le processus de forgeage en matrice ouverte sert à plusieurs fins, en plus de la simple mise en forme du métal. Le forgeage du métal aligne et affine le grain du métal, ce qui augmente la résistance ainsi que la réduction de la porosité, qui est la présence de toute bulle d’air, même celles trop petites pour être vues à l’œil nu. Elle améliore également la capacité du métal à réagir à l’usinage. Les pièces métalliques forgées présentent une meilleure résistance à l’usure et d’autres propriétés mécaniques par rapport à des pièces similaires usinées ou moulées.
Avantages du forgeage en matrice ouverte
.Die Forging
- Réduction du risque de vides
- Meilleure résistance à la fatigue
- Microstructure améliorée
- Flux continu des grains
- Granulométrie plus fine
- Résistance accrue
La forge est une déformation successive d’une barre sur sa longueur à l’aide d’une forge à chute à matrice ouverte.matrice ouverte. Il est couramment utilisé pour travailler une pièce de matière première à l’épaisseur appropriée. Une fois l’épaisseur appropriée obtenue, la largeur appropriée est obtenue par le bordage.Le bordage est le processus de concentration du matériau à l’aide d’une matrice ouverte de forme concave. Le processus est appelé bordage parce qu’il est généralement effectué sur les extrémités de la pièce. Le foulage est un procédé similaire qui amincit les sections de la pièce forgée à l’aide d’une matrice de forme convexe. Ces processus préparent les pièces pour d’autres processus de forgeage.
Les techniques avancées de forgeage en matrice ouverte sont capables de produire des formes complexes même dans les grandes pièces et les produits en plus des formes plus simples comme les barres, les lingots et les ronds. Si l’acier et les alliages apparentés sont les sujets les plus courants du forgeage en matrice ouverte, d’autres métaux peuvent également être façonnés de cette manière, notamment les alliages de cuivre, de nickel et de titane. Le principal inconvénient du forgeage en matrice ouverte est que la pièce doit être constamment déplacée pendant qu’elle est travaillée, ce qui nécessite des commandes mécaniques complexes ou des opérateurs humains qualifiés, alors que le forgeage en matrice fermée peut être entièrement automatisé et constitue un processus beaucoup plus simple.
- Anneaux roulés
- Anneaux à manchon
- Barres
- Disques
- Crochets de grue
- Arbres à gradins
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