Forgeage à froid

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introduction

Il s'agit du guide le plus complet sur le forgeage à froid disponible en ligne.

Cet article couvre les sujets suivants :

• Qu'est-ce que la forge à froid et comment ça marche
• Cold forging benefits & disadvantages
• Forgeage à chaud vs forgeage à froid
• Les métaux et équipements/machines utilisés
• Applications de forgeage à froid
• Et plus…

Chapitre un - Qu'est-ce que le forgeage à froid et comment ça marche ?

Cold forging is a metal shaping & manufacturing process in which bar stock is inserted into a die and squeezed into a second closed die. The process, completed is at room temperature or below the metal‘s recrystallization temperature to form a metal into a desired shape or configuration.

Le forgeage à froid est un procédé de déformation du métal efficace et économique pour la production de grands volumes de pièces à faible coût. Il existe trois méthodes de forgeage qui diffèrent selon la température, qui peut être froide, chaude ou chaude et impliquent l'utilisation de marteaux, de matrices ou de presses pour façonner, presser, déformer et rouler les métaux. Le forgeage à froid ne doit pas être confondu avec l'usinage ou le moulage, car le résultat final est un produit plus solide et de meilleure qualité.

Contrairement au forgeage à chaud ou à chaud, le forgeage à froid façonne et déforme les barres à température ambiante en utilisant une force de compression localisée. Selon les exigences de la conception des pièces, la pièce peut passer par plusieurs matrices ou être frappée plusieurs fois de suite pour obtenir la forme appropriée.

Chapitre deux - Comment fonctionne le forgeage à froid

Le faible coût du forgeage à froid est dû à la réduction des coûts de main-d'œuvre et à la suppression de la transformation secondaire. Les pièces sont produites rapidement et efficacement à des cadences aussi élevées que 1 000 par heure, ce qui réduit le coût unitaire. La production consiste simplement à insérer une pièce métallique et à laisser les machines faire le travail rapidement et à moindre coût.

Les produits finis issus du forgeage à froid présentent des états de surface parfaits et une stabilité dimensionnelle améliorée comme on peut le voir sur l'image ci-dessous. Les différents processus améliorent la résistance et la durabilité de la pièce, produisant des produits ou des pièces durables.

Le processus de forgeage à froid

Étape 1 : Lubrifiant

– Avant le forgeage, la pièce est traitée avec un lubrifiant pour l'empêcher de coller à la matrice et pour la maintenir au frais pendant le processus de formage car la déformation peut produire des températures de 250° à 450°.

Étape 2 : Insertion de la pièce métallique

– La pièce métallique est placée sur une matrice qui a la forme de la pièce finale. La matrice peut avoir deux sections, l'une fixée au marteau et l'autre sous la pièce à usiner. Le marteau est la partie supérieure et le mécanisme de frappe qui produit la force pour déformer la pièce métallique.

Étape 3 : L'AVC

– La frappe de la pièce, ou course, peut être produite par trois mécanismes – hydraulique, pneumatique ou mécanique. Chacune des techniques entraîne un arbre, avec le marteau dessus, vers le bas avec une grande force sur la pièce à usiner pour créer la forme souhaitée. Cela se produit dans une échelle de millisecondes. Dans certains cas, le marteau peut devoir être lâché plusieurs fois de suite pour produire le contour et la forme exacts.

Étape 4 : Flasher

- Le flash est un excès de métal qui se trouve autour de la matrice ou de l'ensemble de matrices. Il s'étend du corps de la pièce forgée sous la forme d'une plaque mince où les matrices se rencontrent et est retirée lors de la coupe. Flash limite le flux du métal assurant une impression parfaite. La présence de bavures est indispensable pour forcer le métal à remplir complètement la filière.

Étape 5 : Retrait de la pièce

– La méthode de retrait de la pièce dépend du type de processus. La plupart des fabricants modernes utilisent l'automatisation pour retirer la pièce par un convoyeur ou une main robotisée. Il s'agit d'une autre mesure d'économie qui supprime le besoin de manutention.

Étape 6 : Après le façonnage

– Comme pour les autres parties du processus, cela peut prendre plusieurs formes. Pour les pièces qui nécessitent une matrice et un coup, la pièce est découpée et envoyée à l'expédition. Dans le cas de pièces à facettes multiples, elles sont déplacées vers d'autres processus de matrice pour que des fonctionnalités soient ajoutées. Le déplacement de la filière d'un poste à l'autre est normalement automatisé. Avec des pièces plus grandes, d'autres méthodes mécanisées sont utilisées qui peuvent impliquer un hi-lo, un chariot élévateur ou une grue.

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Chapitre trois - Les avantages du forgeage à froid

Il y a six avantages principaux à la bordure froide discutés en détail dans ce chapitre. Ils comprennent:

• Rentable
• Production plus rapide
• Écologique
• Performances supérieures du produit
• Rendement de production élevé
• Large choix de métaux

Les informations ci-dessous décrivent certains des avantages du forgeage à froid et pourquoi il est si largement utilisé. Le chapitre trois est une comparaison entre le forgeage à froid et le forgeage à chaud et les avantages de chacun.

Rentable:

Le forgeage à froid est peu coûteux en raison de 3 facteurs : le prétraitement, la température et la finition. Dans d'autres méthodes de mise en forme du métal, la pièce doit subir une certaine forme de prétraitement, telle qu'un chauffage. Les fours, les fours ou l'électricité sont normalement utilisés pour élever la température d'un métal au-dessus de son point de recristallisation. Ils sont coûteux à entretenir, produisent des polluants et prennent du temps.

Dans le forgeage à froid, une fois qu'une pièce est traitée, elle est complète et nécessite une finition minimale, ce qui permet d'économiser sur le coût de la main-d'œuvre.

Le forgeage à froid permet d'économiser jusqu'à 70 % des coûts de production car il y a très peu de déchets et de rebuts.

Production plus rapide :

Le forgeage à froid est un processus simple où la pièce est placée directement dans la machine à forger pour produire instantanément une pièce finie. Les producteurs modernes utilisent l'automatisation pour charger la pièce et la retirer de la presse. Comme vous pouvez le voir sur ce schéma, le métal est introduit dans la machine, traité et déplacé. Le temps entre l'entrée et la fin est inférieur à une seconde.

Écologique:

La principale raison pour laquelle le forgeage à froid est respectueux de l'environnement est l'élimination du besoin de chaleur, car les vapeurs et la fumée des fours produisent d'importantes émissions de carbone. Cela réduit également les coûts puisque les producteurs n'ont pas à installer d'équipement de filtrage et de nettoyage de l'air.

Performances supérieures du produit :

Le forgeage à froid produit des produits aux performances supérieures car il réorganise la structure du grain de la pièce pour suivre la configuration de la pièce finale.

Élimine les réactions négatives possibles :

Le travail du métal peut créer une variété de problèmes potentiels. Le forgeage à froid élimine certains des effets négatifs tels que la fatigue de porosité en augmentant la résistance globale du métal et en supprimant le risque de perte d'intégrité du matériau.

Qualité et durée de vie accrues :

Les pièces forgées à froid sont capables de supporter des contraintes élevées. Lorsque la pièce est forcée au-delà de sa limite d'élasticité ou limite élastique, elle est toujours capable de conserver sa forme modifiée.

Conservation des tolérances des pièces :

Les tolérances critiques et étroites des pièces sont maintenues tout au long d'un cycle de production. Ils sont reproduits dans les moindres détails afin que chaque pièce soit une copie exacte de la première.

Liberté de conception :

Contrairement à d'autres processus, le forgeage à froid permet une liberté de conception permettant de produire des contours et des formes complexes qui nécessiteraient de nombreuses méthodes secondaires différentes et coûteuses dans d'autres processus.

Rendement de production élevé :

Bien qu'il puisse y avoir des variations entre les méthodes de production de forgeage à froid, la vitesse de fabrication élevée du forgeage à froid peut produire jusqu'à 50 pièces par minute jusqu'à plus de 400. La seule chose qui influence la vitesse du processus est la taille de la pièce.

Large choix de métaux :

Une large gamme de métaux peut être forgée, qui comprend des métaux durs comme l'acier au carbone, l'acier allié et l'acier inoxydable ainsi que des métaux mous comme l'aluminium, le laiton et le cuivre.

Cette image est un échantillon de boulons qui ont été produits par forgeage à froid. Chacun des différents boulons a été fabriqué à partir d'un métal différent. Sont inclus ceux en cuivre, laiton, aluminium et acier.

Chapitre quatre - Forgeage à chaud ou à froid

La différence entre le forgeage à chaud et le forgeage à froid est la température : le forgeage à froid sollicite et contraint les métaux à température ambiante, tandis que le forgeage à chaud chauffe les métaux à proximité ou à leurs points de fusion.

La clé de la plage de température est la recristallisation : le forgeage à froid a lieu avant la recristallisation tandis que le forgeage à chaud chauffe un métal au-dessus de son point de recristallisation.

Choisir forgeage à froid vs forgeage à chaud dépend de :

• L'équipement et l'usinage d'un fabricant : Les producteurs se spécialisent dans un procédé ou dans l'autre pour maximiser l'utilisation de leur équipement.
• Demande du client : lors de la phase de conception du développement des pièces, les ingénieurs prennent la décision concernant le meilleur processus pour produire leurs conceptions, car le forgeage à froid et à chaud a ses limites.
• Types de pièces produites : Souvent, les restrictions concernant le choix du bon processus sont déterminées par la conception de la pièce, car des pièces spécifiques ne peuvent être forgées à chaud tandis que d'autres sont parfaites pour le forgeage à froid. Les conceptions des pièces forgées à froid sont simples sans détails complexes, tandis que le forgeage à chaud peut produire des pièces avec des caractéristiques minuscules extrêmement précises.
• Exigence de moindre coût : Dans la mesure du possible, les fabricants choisissent le forgeage à froid car il nécessite moins d'équipement et n'inclut pas de chauffage, ce qui réduit considérablement le coût global de production.

Forgeage à chaud

Le forgeage à chaud est effectué à des températures exceptionnellement élevées entre 700 ° C ou 1292 ° F et 1000 ° C ou 1832 ° F. L'augmentation des températures aide à éviter la déformation et le durcissement ainsi qu'à réduire le flux de contraintes et la quantité d'énergie nécessaire pour se déformer et façonner les métaux. Une fois les métaux refroidis, ils conservent leur forme déformée. Des presses hydrauliques, pneumatiques et mécaniques sont utilisées dans le processus de formage.

Caractéristiques du forgeage à chaud :

Matrices ou moules :

L'une des principales dépenses du forgeage à chaud est le coût requis pour produire les matrices et les moules en acier renforcé conçus pour résister aux températures extrêmes, capables de résister à la fatigue et d'avoir une ductilité, une ténacité et une résistance à la traction.

Formes de forgeage à chaud :

Bien que de nombreuses méthodes de forgeage à chaud soient similaires à celles du forgeage à froid, d'autres méthodes incluent le formage au gaz, la trempe à la matrice, le formage par étirage et l'isotherme.

Température du métal :

Le type de processus dicte la température du métal lors de sa mise en forme. Dans certains processus, le métal est complètement fondu et versé dans un moule ou poussé à travers une matrice. Dans d'autres, il est recuit et façonné par une matrice ou un moule sous compression et pression.

Facteurs environnementaux dangereux :

Le plus gros inconvénient est la quantité de polluants produits par le processus de chauffage. Cela a été un problème majeur depuis sa création lors de la première révolution industrielle et a été un problème auquel les producteurs ont été continuellement confrontés au fil des ans.

Chauffage des métaux :

Les pièces doivent être chauffées au-dessus du point de recristallisation, qui est bien supérieur à 300 °F et peut atteindre des milliers de degrés. De grands fours ou fours sont nécessaires pour atteindre les températures appropriées.

Temps impliqué :

La nature compliquée du forgeage à chaud nécessite du temps pour chauffer le métal, le traiter et le refroidir. Bien que l'emboutissage, la déformation ou la mise en forme proprement dite prennent environ le même temps que le forgeage à froid, les processus de chauffage et de refroidissement nécessitent un soin et une gestion minutieux pendant de longues périodes.

Résultats du forgeage à chaud :

Le chauffage et le refroidissement des métaux augmentent leur résistance, leur ténacité et leur ductilité, mais diminuent leur dureté. Pendant le processus de refroidissement, les métaux peuvent se déformer et perdre leur forme.

Mise à l'échelle:

Le forgeage à chaud peut produire une oxydation qui conduit à l'écaillage, ce qui peut décolorer la surface du métal et rendre la finition difficile.

Finition:

Les pièces doivent être finies pour éliminer les déformations, les défauts et les erreurs du processus de chauffage. Ces opérations secondaires sont à forte intensité de main-d'œuvre et nécessitent plusieurs types d'équipements spécialisés.

Forgeage à froid

La température à laquelle le forgeage a lieu est ce qui sépare le forgeage à froid du forgeage à chaud. Pour qu'une pièce soit forgée à chaud, elle est portée à une température supérieure à son point de recristallisation, ce qui modifie sa microstructure. Au fur et à mesure qu'il est chauffé, sa contrainte interne et sa résistance sont éliminées pour le rendre plus ductile. Le forgeage à froid ne nécessite pas de chauffage, ce qui permet au métal de conserver sa résistance et sa microstructure.

Les caractéristiques des pièces forgées à froid sont les suivantes :

Température de façonnage :

Les métaux sont mis en forme à température ambiante en dessous de leur point de recristallisation, ce qui a l'avantage de réduire les coûts et d'éviter les frais de fours.

Vitesse:

Les vitesses vont de sept pièces par minute pour les machines à faible volume à 400 pièces par minute pour celles à volume élevé.

Équipement:

Le forgeage à froid est effectué avec des machines conçues pour façonner le métal et comprend le pressage, le pliage, le cisaillement et l'étirage. L'équipement est disponible dans une large gamme de prix en fonction de la quantité de technologie et de sa taille.

Coût:

Les économies de coûts proviennent du matériel et de la vitesse. Les économies de matière proviennent de la faible quantité de ferraille produite, qui peut atteindre 70 %. Étant donné que les pièces sont produites à un rythme très rapide, le coût unitaire est considérablement faible.

Facteurs environnementaux:

Il n'y a pas d'émissions ou de polluants produits comme on peut le voir dans cette machine ci-dessous de Stalcop. Tout est autonome et clos. Le carbone et les autres polluants sont éliminés puisqu'il n'est pas nécessaire de chauffer le métal.

Résultats du forgeage à froid :

Comme on peut le voir dans le schéma ci-dessous, la structure granulaire des métaux est réarrangée pour suivre le flux de la pièce finale, éliminant la fatigue de porosité, augmentant la résistance au cisaillement et réduisant tout risque d'intégrité du matériau. En tendant le métal, il devient plus fort et plus résistant. L'inconvénient est qu'une fois qu'un métal est forgé à froid, il perd sa ductilité et devient plus cassant.

Mise à l'échelle:

Avant qu'un métal soit forgé, il est important d'enlever toute entartrage comme la rouille ou la corrosion qui peut se développer pendant le stockage. Si elle n'est pas retirée, la pièce aura la même détérioration que celle rencontrée dans le forgeage à chaud.

Finition:

Il y a extrêmement peu de finition nécessaire. Une fois qu'une pièce est traitée, elle est prête à être utilisée ou expédiée.

Inconvénients du forgeage à froid

Le forgeage à froid n'est pas parfait. Comme toute méthode de production, il existe des limites et des restrictions au forgeage à froid que vous devrez prendre en compte avant de le choisir pour votre prochain projet de production.

• Seules des formes et des conceptions simples en grands volumes peuvent être produites. Les motifs uniques, inhabituels ou complexes ne peuvent pas être forgés à froid. Les niveaux de déformation et les nuances de façonnage sont limités et les métaux forgés à froid ont moins de ductilité.
• L'altération de la structure granulaire d'un métal lui confère une résistance supplémentaire mais peut produire des contraintes résiduelles.
• Certaines méthodes de forgeage à froid nécessitent des traitements thermiques pour éliminer d'éventuelles fissures ou un durcissement par fluage.
• Il existe une limitation aux types de métaux qui peuvent être forgés à froid. Ceux qui ont une faible ductilité et une faible sensibilité à l'écrouissage ne doivent pas être choisis car ils perdent leur ductilité et se cassent sous la contrainte de traction. Seuls les métaux d'une dureté de HRC 44 sur l'échelle Rockwell peuvent être utilisés.
• Les processus de production nécessitent beaucoup de force pour produire la force de compression et la pression nécessaires. Bien que l'ajout de l'hydraulique et de la pneumatique ait réduit la taille de l'équipement, il n'a pas éliminé la quantité d'énergie consommée par les machines.
• Les outils, les matrices et les moules doivent être spécialement conçus et suffisamment robustes pour pouvoir supporter la force répétitive constante.

Chapitre cinq - Processus de forgeage à froid

Le développement de différentes technologies et avancées dans le traitement des métaux a produit plusieurs méthodes de mise en forme et de formage à froid des métaux. Chacun sert une application différente, mais tous sont conçus pour produire des produits efficacement et rapidement sans avoir besoin de finition secondaire.

Les huit procédés de forgeage à froid les plus courants sont :

• Pliant
• Laminage à froid
• Moule fermé
• Dessin
• Extrusion
• Moule ouvert
• Forgeage d'anneaux
• Sertissage

Comme je l'expliquerai à la fin de ce chapitre, il existe d'autres processus que ceux répertoriés. Les descriptions ci-dessous vous fournissent une base de données pour une première compréhension des différentes méthodes.

De plus, un aspect très important du processus de forgeage à froid est le type de lubrifiant utilisé. Les deux plus courants sont le phosphate de zinc ou une forme de revêtement polymère. Bien que le forgeage à froid se fasse à température ambiante, le processus de pliage et de mise en forme augmente la température des métaux. Le lubrifiant peut prévenir les erreurs et empêcher la pièce de coller à la matrice et prolonger la durée de vie des outils.

Les fabricants de lubrifiants proposent une variété de produits adaptés à chaque type de processus de forgeage à froid. Sur la photo, des lubrifiants au graphite, mais des types sans graphite sont disponibles, ainsi que des revêtements d'aluminate de calcium, de fluorure d'aluminium et de phosphate.

Méthodes courantes de forgeage à froid :

Pliant -

Le pliage est effectué à l'aide d'une presse et d'une matrice où la pièce est forcée contre l'outil de façonnage. Il est également appelé laminage pyramidal et est parfois utilisé pour préparer une pièce pour un autre processus de forgeage à froid. La pièce est tendue le long d'un seul axe pour former un angle.

Laminage à froid –

Le laminage est un processus de formage où le métal passe à travers une paire de rouleaux rotatifs pour une déformation plastique causée par la force de compression. Les contraintes de compression produisent des frottements entre les rouleaux et la surface de la pâte métallique. Il est couramment utilisé pour le traitement de l'acier.

Moule fermé –

Dans le matriçage fermé, la pièce est mise en forme par coups mécaniques successifs après avoir été placée entre deux demi-matrices. Étant donné que le marteau frappe la pièce plusieurs fois, certains producteurs qualifient le matriçage fermé de matriçage. Au fur et à mesure que le métal est frappé, il s'écoule dans les cavités de la matrice en lui donnant la forme de la matrice.

Dessin -

L'étirage consiste à tirer la pièce à travers une matrice en utilisant la force de traction appliquée à la sortie de la matrice. Au fur et à mesure que la pièce est tirée, il y a une réduction de la section transversale avec une augmentation de sa longueur. Les métaux formés ont une tolérance dimensionnelle plus étroite que celle produite par laminage.

Extrusion –

La billette ou le lingot est forcé à travers une filière, sous une force de compression, qui a le profil de la pièce finale. Une fois qu'il est passé, il est coupé à la longueur requise, préparé pour l'expédition ou envoyé pour un traitement ultérieur. La force appliquée en extrusion à froid peut atteindre 20 000 kN ou 2007 tonnes. L'extrusion peut être effectuée vers l'avant, vers l'arrière ou dans les deux sens.

Extrusion vers l'avant - le métal est poussé vers l'avant à travers la matrice.

Extrusion vers l'arrière - le métal pénètre dans la matrice vers l'arrière pour former des trous ou des coupelles rendant le fond plus épais que ses côtés.

Extrusion latérale - la force est appliquée latéralement, latéralement, à la direction de l'extrusion pour ajouter une deuxième fonction au profil.

Matrice ouverte :

Le forgeage à matrice ouverte implique deux matrices plates sans profil prédécoupé. La pièce est façonnée progressivement selon plusieurs procédés permettant de produire une large gamme de formes et de tailles. Il est principalement utilisé avec des conceptions qui intègrent de grands composants métalliques qui nécessitent la plus grande intégrité structurelle. La déformation est obtenue en repositionnant la pièce.

Le pressage, également connu sous le nom de dimensionnement, est une forme de traitement à matrice ouverte où la force est appliquée sur une courte distance produisant une finition dimensionnelle précise.

Forgeage d'anneaux –

Avec le forgeage d'anneaux, une pièce circulaire poinçonnée au milieu pour produire une forme de beignet. Au fur et à mesure que la pièce percée est tournée, elle est martelée et pressée. Le processus produit des anneaux sans soudure avec des diamètres et une résistance parfaits.

Sertissage –

L'emboutissage, ou forgeage radial, est la déformation d'une pièce à usiner de sorte que deux pièces s'emboîtent. Il est automatisé et hautement fiable. Les deux types d'emboutissage sont tubulaires et radiaux. L'emboutissage du tube est comme l'extrusion où la pièce est forcée à travers une matrice. Avec l'emboutissage radial, un marteau force la pièce à travers deux matrices ou plus.

Lorsque vous commencerez votre recherche d'un fabricant de forgeage à froid, vous trouverez plus de méthodes que les sept décrites ici. Avoir une compréhension de base de quelques-unes des méthodes possibles vous aidera à parler avec autorité et intelligence aux producteurs ainsi qu'à interpréter leur jargon.

Comme pour toute méthode de production moderne, vous constaterez que le forgeage à froid ne cesse de croître à mesure que de nouvelles techniques et méthodes se développent. Un facteur important et croissant est l'ajout de l'automatisation et de la robotique, qui change rapidement le visage de l'industrie. Un spécialiste de la forge peut vous orienter dans la bonne direction pour trouver le processus qui correspond le mieux à vos besoins.

Chapitre six - Équipements et machines de forgeage à froid

Les équipements et machines de forgeage à froid se déclinent en trois variétés : hydraulique, pneumatique et mécanique. Alors que certains fournisseurs se spécialisent dans un seul type, vous constaterez que la majorité ont plusieurs choix en fonction du prix et du type d'opération. La technologie et l'automatisation sont courantes, comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessous, qui est une presse à forger à froid servo de Marvel Machinery. Les rendus de conception de pièces sont créés à l'aide de logiciels d'ingénierie tels que la CAO.

Il y a des exigences auxquelles les machines doivent répondre pour pouvoir être utilisées pour le forgeage à froid.

• Force - Les processus de forgeage à froid dépendent d'une force énorme. L'équipement qui lui est relié doit être capable d'absorber cette force et de la dissiper.
• Équilibre - Les machines doivent être équilibrées statiquement et dynamiquement pour réduire les vibrations et améliorer les performances.
• Endurance dans le temps – Quelle que soit la méthode de forgeage à froid, chacune nécessite une force répétée puissante. Pour qu'une machine dure, elle doit être capable de supporter cette force.
• Opérations multiples - Les machines modernes de forgeage à froid ou de formage, appelées en-têtes, effectuent une à plusieurs opérations au cours d'un processus. Ceci est nécessaire car il y a une quantité limitée de déformation qui peut être effectuée en un seul coup.

Types d'équipements de forgeage à froid :

Marteau de matriçage hydraulique –

Le marteau de matriçage hydraulique est conçu pour fournir le maximum de force avec le plus faible investissement. Il peut produire un large assortiment d'impressions à partir d'une variété de matrices. Il fonctionne en utilisant les concepts d'ingénierie de l'hydraulique où un liquide incompressible est contenu dans un cylindre. Lorsque le liquide est comprimé par un piston, un arbre, avec la matrice attachée, est entraîné vers le bas sur la pièce.

Presse à vis –

La presse à vis est utilisée pour les grandes déformations en raison de sa vitesse de presse lente. Il peut être utilisé pour les matrices sans éclat et les pièces forgées à longues tiges. La configuration de la presse à vis lui permet d'être utilisée pour les matrices à fente unique qui incluent le pliage et les pièces forgées finales. Un moteur électrique fournit la puissance nécessaire pour faire tourner la vis qui pousse la matrice sur la pièce à usiner.

Presse à grande vitesse C Frame –

La conception du cadre en C convient aux opérations de formage, de poinçonnage, de pliage et de pressage multiple. Ils sont disponibles en modèles à manivelle simple ou double avec une force de frappe de 110 à 400 tonnes et une course de coulissement de 110 à 280 mm. Ils acceptent des hauteurs d'outillage de 435 à 600 mm et peuvent être utilisés pour produire de petites pièces.

Presse pneumatique –

La presse pneumatique peut couvrir toute la gamme des fonctions de pressage à l'emporte-pièce. Ils sont équipés d'un embrayage à friction et d'un frein à commande pneumatique. La puissance de la presse est produite par un compresseur d'air qui pousse le marteau de forgeage vers le bas sur la pièce à usiner par la pression d'air dans un cylindre avec un piston.

Presse à froid mécanique –

Parmi les variétés de machines de forgeage à froid, la version mécanique devient la moins utilisée car elles doivent être très grandes pour fournir la force nécessaire. Ils ont un volant d'inertie qui stocke l'énergie d'un moteur. Lorsque le volant est activé, il entraîne le marteau ou le bélier vers le bas sur la matrice. Il peut fournir de la puissance sur plusieurs rotations mais doit tourner au ralenti pour récupérer la puissance de son moteur avant de pouvoir continuer ses cycles.

Parmi les nombreuses variétés d'équipements de forgeage à froid, les types les plus courants sont hydrauliques et pneumatiques, car ils prennent moins de place, peuvent fournir des quantités de force variées et sont programmables. Lorsque vous examinez vos choix de production, il est préférable de connaître les types d'équipement dont dispose un producteur, car un équipement à jour est plus susceptible de produire des pièces de meilleure qualité.

Chapitre sept – Les types de métaux forgés

Le forgeage à froid offre un large éventail de choix lorsque vous choisissez un métal pour un projet. Les différentes variétés comprennent des métaux durs tels que l'acier au carbone, l'acier allié et l'acier inoxydable. L'aluminium, le laiton, le cuivre, le silicium et le magnésium sont des métaux mous qui peuvent être utilisés. La seule exigence pour tout métal est qu'il ait une dureté de 44 HRC ou moins sur l'échelle Rockwell.

Cuivre -

Le cuivre est un excellent métal pour le forgeage à froid car il est très ductile et malléable. Il peut être façonné, plié ou tiré avec peu de force et produit des pièces résistantes à la corrosion et à la rouille.

Aluminium –

L'aluminium est un métal non ferreux extrêmement léger avec une faible densité. Il a une température de fusion de 1220 ° F et est malléable ainsi que résistant à la rouille et à la corrosion.

Acier Carbone -

L'acier au carbone est un alliage de fer et de carbone. Les différentes qualités dépendent de la quantité de carbone mélangée au fer. Il a une résistance et une ductilité exceptionnelles.

Acier inoxydable -

L'acier inoxydable est devenu l'un des métaux les plus utilisés pour sa résistance à la corrosion, son apparence et sa résistance. Bien que le terme acier inoxydable soit généralement utilisé pour décrire tout acier qui a ses caractéristiques, l'acier inoxydable est disponible dans une variété de nuances en fonction de sa teneur en alliage.

Aciers utilisés pour le forgeage à froid

Aciers bas carbone avec une teneur en carbone de 0,1% à 0,25%. Le forgeage à froid améliore l'écrouissage de l'acier, supprimant le besoin d'austénitisation, de trempe ou de recuit.

Métaux adaptés au forgeage à froid

Considérations lors du choix d'un métal:

La chose la plus logique et la plus importante que vous puissiez faire lorsque vous décidez d'un métal pour un projet est de faire des recherches. Chaque type de métal réagit à la plastification et à la déformation de différentes manières. Le métal que vous choisissez doit correspondre à son utilisation finale et à la résistance dont vous avez besoin. Si vous consultez un expert en forgeage, vous pouvez obtenir des informations précieuses qui peuvent vous guider pour faire le bon choix.

Chapitre huit - Applications de forgeage à froid

Le forgeage à froid produit des formes de toutes tailles avec un degré élevé de précision dimensionnelle et d'exactitude structurelle. L'efficacité économique et la rapidité du forgeage à froid en ont fait l'alternative de production la plus populaire.

La forge à froid répond aux exigences des industries modernes car elle :

• Maximise l'utilisation des matières premières : les matières premières constituent un investissement clé pour toute opération. Le processus de forgeage à froid a des déchets très limités. Le flash et la garniture peuvent être replacés dans le processus de fabrication.
• Réduit les coûts : étant donné que les pièces sont produites rapidement, le coût unitaire est très faible, ce qui rend les produits finaux plus rentables et moins coûteux à produire.
• Produit des pièces de haute qualité : Le forgeage à froid augmente la résistance et la durabilité des pièces et des produits garantissant qu'ils dureront plus longtemps. La structure et les caractéristiques d'une pièce façonnée ne changent pas, offrant une excellente précision dimensionnelle.

Applications où des pièces forgées à froid sont utilisées :

Automobiles –

La haute résistance, la fiabilité, la qualité et le prix abordable du forgeage à froid l'ont rendu très attrayant pour la fabrication automobile. Les pièces forgées à froid sont installées aux points de contrainte élevés en raison de leur excellente résistance aux chocs. Les composants tels que les transmissions, les arbres de transmission et les entretoises ou amortisseurs sont forgés à froid. Le schéma ci-dessous est un affichage de certaines des pièces du train de roulement d'une voiture qui sont produites par forgeage à froid.

Outils à main et quincaillerie –

Des connecteurs tels que des clous, des boulons, des rivets et des écrous sont produits par forgeage à froid depuis des années. Les faibles tolérances et l'excellente précision dimensionnelle expliquent pourquoi les fabricants d'outils à main préfèrent le forgeage à froid à d'autres méthodes telles que l'usinage.

Militaire -

L'armée a des stipulations très strictes concernant le matériel militaire et choisit le forgeage à froid pour la fabrication de douilles, de balles et d'autres matériels militaires. Les pièces ont une fiabilité et des performances élevées en temps de crise. Les faibles tolérances et la résistance des pièces les rendent parfaites pour les armes militaires.

Production d'engrenages -

Le forgeage à froid est utilisé pour la production d'engrenages car il élimine le besoin de couper lors de la mise en forme des engrenages. Les engrenages peuvent être fabriqués à partir de billettes de moins de 50 mm ou façonnés à l'aide de fil enroulé. Un recuit peut être nécessaire pour éliminer les contraintes résiduelles et l'écrouissage. Un avantage important des engrenages forgés à froid est la douceur et le silence avec lesquels ils s'engrènent.

Conclusion

• Le forgeage à froid produit des métaux avec de faibles tolérances et une grande précision dimensionnelle à très faible coût et en volumes élevés.
• Le forgeage à froid crée rapidement et rapidement des pièces finies immédiatement disponibles et complètes.
• Les fabricants vous proposeront une large sélection de processus pour produire exactement et précisément la pièce dont vous avez besoin en utilisant les équipements les plus modernes et les plus avancés techniquement.
• Vous aurez un large éventail de métaux à sélectionner pour la réalisation de votre projet, de l'acier trempé et de l'acier inoxydable au cuivre et à l'aluminium.
• Vous trouverez très peu de limitations au nombre de produits que vous pouvez fabriquer, des composants résistants aux contraintes pour votre voiture aux rivets, engrenages et outils de travail.
• Lorsque vous comparez le forgeage à froid et à chaud, vous constaterez que le forgeage à froid prend moins de temps et produit des pièces et des produits plus solides et plus durables.