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Les pièces forgées par chute sont des pièces forgées par un procédé appelé forgeage par chute ou formage à l'emporte-pièce.

Dans ce processus, le métal est mis en forme par des forces de compression localisées exercées par un marteau ou une presse. Ce procédé se caractérise par l'utilisation de matrices qui déterminent la forme souhaitée de la pièce finie.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu du processus, les matériaux les plus couramment utilisés et un aperçu de l'utilisation des pièces matricées et de leurs avantages, ainsi que des remarques sur les étapes de post-traitement :

Aperçu du processus :

• Chauffage : La pièce métallique est chauffée à haute température pour la rendre malléable.
• Forgeage : Le métal chauffé est placé dans une matrice et travaillé à l'aide de coups à haute pression ou d'une pression continue à l'aide d'un marteau ou d'une presse. Le métal remplit la cavité de la matrice et prend sa forme.
• Ébarbage : l'excédent de métal, appelé "bavure", est éliminé de la pièce forgée.
• Refroidissement : La pièce forgée est refroidie, parfois par des processus de refroidissement contrôlés, afin d'obtenir des propriétés matérielles spécifiques.
• Finition : des procédés d'usinage ou de finition supplémentaires peuvent être appliqués pour obtenir des dimensions ou des qualités de surface précises.

Matériaux utilisés :

Métaux qui peuvent être déformés sous l'effet de la pression et de la chaleur sans se briser ou se fissurer. Ces métaux ont généralement une ductilité (malléabilité) élevée, ce qui les rend idéaux pour les processus de forgeage.

• Acier au carbone: Un métal forgé très commun utilisé pour une variété d'applications. La teneur en carbone influe sur la dureté et la capacité de forgeage. L'acier au carbone faiblement allié est plus facile à forger que l'acier fortement allié.
  Applications : Outils, pièces de machines, essieux, arbres, vis et boulons.
• Acier inoxydable: Contient du chrome et du nickel, ce qui le rend résistant à la corrosion et durable. Les aciers inoxydables sont plus difficiles à forger en raison de leur composition, mais ils conviennent bien aux applications où la protection contre la corrosion est importante.
  Applications : Composants pour l'industrie alimentaire et chimique, instruments chirurgicaux, composants pour l'aérospatiale.
• Aluminium et alliages d'aluminium: Très malléables, légers et résistants à la corrosion. En raison de sa facilité de mise en forme et de sa légèreté, l'aluminium est souvent utilisé dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale et de la construction.
  Applications : Composants légers, pièces automobiles, composants structurels aérospatiaux, dissipateurs thermiques.
• alliage d'aluminium 6061 : L'un des alliages d'aluminium les plus couramment forgés, offrant une bonne combinaison de solidité, de forgeabilité et de résistance à la corrosion.
• Cuivre: L'un des métaux les plus faciles à forger. Il présente une ductilité et une conductivité élevées, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications électriques et thermiques.
  Applications : Câblage électrique, tuyauterie, raccords, objets d'art.
• Bronze (alliage de cuivre et d'étain) : Le bronze est résistant à la corrosion et relativement facile à forger. Il est souvent utilisé dans les applications marines, pour les instruments et à des fins décoratives.
• Laiton (alliage cuivre-zinc) : Le laiton est également facile à forger et se caractérise par une bonne résistance à la corrosion et un attrait visuel.
  Applications : Raccords, valves, instruments de musique, objets décoratifs.
• Titane et alliages de titane: Le titane est plus difficile à forger que l'acier ou l'aluminium, mais il offre une excellente combinaison de solidité, de légèreté et de résistance à la corrosion. Il est souvent utilisé lorsque la résistance et la légèreté sont requises.
  Applications : Industrie aérospatiale, technologie médicale (p. ex. implants), véhicules à hautes performances.
• Ti-6Al-4V : l'un des alliages de titane les plus couramment utilisés, connu pour sa grande résistance et sa bonne usinabilité.
• Magnésium et alliages de magnésium: Très légers et faciles à forger, mais plus sensibles à la corrosion. Le magnésium est principalement utilisé dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile, où les économies de poids sont cruciales.
  Applications : Composants légers, composants de véhicules, boîtiers électroniques.
• Nickel: En raison de sa grande résistance à la corrosion et à la chaleur, le nickel est souvent utilisé dans des alliages adaptés à des températures et des environnements extrêmes. Le nickel lui-même est plus difficile à forger que d'autres métaux, mais sous forme d'alliage, comme l'Inconel ou le Monel, c'est un choix populaire pour les applications à haute température.
  Applications : Aubes de turbines, aérospatiale, équipements de traitement chimique.

Utilisation de pièces forgées en goutte d'eau :

1. Industrie automobile :
Les pièces forgées sont utilisées pour les vilebrequins qui doivent résister à des charges élevées et à des forces dynamiques dans le moteur.
Les bielles relient le piston au vilebrequin et sont exposées à des forces importantes, c'est pourquoi elles sont particulièrement résistantes grâce au matriçage.
Les essieux et les moyeux de roue sont des éléments de sécurité importants dans les véhicules qui doivent résister à des charges extrêmes.
Les pièces de châssis et de direction, telles que les triangles, les barres d'accouplement et les supports de jambe de suspension, qui sont utilisées dans le système de châssis.

2. L'aérospatiale :
Les pièces forgées sont utilisées dans les turbines d'avion car elles doivent résister à des températures extrêmes et à des vitesses élevées.
Les composants forgés pour les ailes, les structures du fuselage et les trains d'atterrissage des avions doivent être à la fois légers et très résistants.
Les composants du groupe motopropulseur et des systèmes d'entraînement des avions bénéficient de la résistance et de la fiabilité élevées du matriçage.

3. Industrie de l'énergie et des centrales électriques :
Dans les centrales électriques, qu'il s'agisse de turbines à gaz ou à vapeur, les pièces forgées sont utilisées pour les rotors et les aubes des turbines, car elles sont très résistantes à la chaleur.
Les arbres et les brides des générateurs doivent résister aux couples et aux pressions élevés dans les centrales électriques.
Les composants importants des réservoirs sous pression et des tuyaux à haute pression utilisés dans la production d'électricité, le secteur pétrolier et gazier et l'industrie chimique sont fabriqués à partir de pièces forgées.

4. Construction navale :
Les arbres de propulsion des navires sont produits par matriçage afin de garantir la solidité et la résistance à la corrosion nécessaires à une utilisation marine.
Les hélices et les roulements doivent résister à des forces mécaniques extrêmes et à l'environnement maritime agressif.
Les pièces forgées par estampage sont utilisées pour les zones de la coque soumises à des contraintes particulièrement élevées, telles que les fixations.

5. Ingénierie mécanique :
Dans le domaine de la construction mécanique, les pièces forgées par estampage sont utilisées pour les engrenages, les roues dentées, les arbres et les accouplements afin de garantir une précision et une capacité de charge élevées.
Les pistons hydrauliques, les cylindres et les boîtiers de soupape forgés sont utilisés pour les applications à haute pression dans les systèmes hydrauliques industriels.
Les broches, les guides et les raccords forgés sont utilisés dans les machines-outils à haute performance.

6. Industrie de la construction :
Les marteaux, burins, boulons et autres outils ainsi que les fixations sont souvent fabriqués par matriçage car ils doivent résister à des contraintes élevées dans l'industrie de la construction.
Les pièces forgées par estampage, telles que les boulons d'assemblage et les colliers, sont utilisées dans les structures de construction lourdes telles que les ponts et les immeubles de grande hauteur.
Les poutres en acier forgé et autres composants structurels sont utilisés dans les structures porteuses où une résistance et une stabilité élevées sont requises.

7. Industrie pétrolière et gazière :
Les têtes de forage et les outils forgés sont utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière, où ils doivent résister à des conditions souterraines extrêmes.
Les pièces forgées par estampage dans les systèmes de tuyauterie et les vannes sont essentielles à la sécurité et à l'étanchéité dans les applications à haute pression et à haute température.
La haute précision et la durabilité des pièces forgées sont essentielles pour les pompes utilisées dans la production de pétrole et de gaz.

8. Machines agricoles :
Les pièces forgées pour les machines agricoles, telles que les essieux, les arbres de prise de force et les socs de charrue, sont extrêmement résistantes à l'usure.
Il s'agit d'éléments de liaison et de supports importants dans les tracteurs et autres machines agricoles qui doivent résister à des forces dynamiques élevées.

9. Chemins de fer :
Les roues et les essieux de chemin de fer forgés par estampage sont très résistants et sont appréciés pour leur durabilité et leur résistance aux forces mécaniques extrêmes.
Les sabots de frein et d'autres pièces de sécurité sont fabriqués par matriçage afin de garantir la sécurité et la fiabilité des trains.

10. Technologie médicale :
Des pièces forgées par estampage, précises et robustes, telles que des pinces, des pincettes et des serre-joints, sont utilisées en chirurgie.
Certains implants articulaires et osseux, tels que les prothèses de hanche et de genou, sont fabriqués à partir d'alliages de titane forgés par estampage afin de garantir une biocompatibilité et une résistance élevées.

Avantages des pièces matricées :

• La structure compacte du matériau créée par le forgeage en moule fermé se traduit par une résistance et une ténacité accrues des pièces.
• Le métal étant forgé dans des matrices fermées, les pièces forgées par estampage sont d'une grande précision et d'une grande exactitude dimensionnelle.
• Comme les matrices peuvent être réutilisées à l'infini, les pièces forgées par chute offrent une qualité constante et une répétabilité exacte.
• Le contrôle du processus de forgeage minimise les défauts tels que la porosité ou les soufflures qui peuvent survenir dans d'autres processus de fabrication.

Étapes de post-traitement :

Les pièces forgées sont souvent traitées après le processus de forgeage par usinage, traitement thermique ou traitement de surface afin d'obtenir les dimensions et propriétés finales souhaitées.

Les pièces forgées jouent un rôle crucial dans de nombreuses industries, en particulier lorsqu'une grande résistance, une grande précision dimensionnelle et une grande fiabilité sont requises. Leurs applications vont de l'industrie automobile et aérospatiale à la production d'énergie, en passant par la construction, la construction navale et la technologie médicale. En raison de leur production précise et de leurs propriétés mécaniques élevées, les pièces forgées par estampage sont irremplaçables pour de nombreuses applications critiques en matière de sécurité et soumises à de fortes contraintes.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu des points les plus importants à prendre en compte lors de l'achat de pièces matricées :

Lors de l'achat de pièces forgées sous pression, un certain nombre de facteurs doivent être pris en compte pour s'assurer que les pièces répondent aux exigences souhaitées.

• Les pièces matricées peuvent être fabriquées à partir de divers métaux, tels que l'acier au carbone, l'acier allié, l'acier inoxydable, l'aluminium, le titane et d'autres alliages. Le choix du matériau dépend fortement de l'application. Par exemple, les pièces soumises à de fortes contraintes dans l'industrie automobile ou aérospatiale nécessitent de l'acier à haute résistance ou du titane, tandis que l'acier inoxydable est préférable dans les environnements corrosifs.
• Assurez-vous que le matériau possède les propriétés mécaniques requises, telles que la résistance à la traction, la dureté, la ténacité et la résistance à la fatigue.
• Pour les applications dans des environnements humides ou corrosifs, tels que la construction navale ou l'industrie pétrolière et gazière, la résistance à la corrosion du matériau est cruciale.
• Les pièces forgées par chute se caractérisent par une grande précision. Assurez-vous que le fabricant peut respecter les tolérances requises, en particulier pour les composants critiques tels que les vilebrequins ou les bielles dans l'industrie automobile.
• Discutez avec le fournisseur des tolérances exactes requises pour la fonction de la pièce. Selon l'application, des tolérances serrées peuvent être exigées, ce qui peut avoir une incidence sur les coûts de fabrication.
• Assurez-vous que le procédé de matriçage choisi est adapté aux exigences de votre projet. Il peut s'agir d'un forgeage à chaud ou à froid, en fonction du type de métal et de la forme finale requise.
• Après le processus de forgeage, un post-traitement peut être nécessaire, tel que le tournage, le fraisage, le perçage ou le meulage pour obtenir la forme et la finition finales. Ces étapes doivent être prises en compte lors de l'évaluation des fournisseurs et des coûts.
• Les pièces forgées par estampage sont souvent soumises à un traitement thermique pour améliorer leurs propriétés mécaniques (par exemple, trempe, revenu). Assurez-vous que le fabricant propose et effectue de manière vérifiable les traitements thermiques requis.
• Selon l'application, la qualité de la surface peut être déterminante. Les pièces forgées par estampage qui sont utilisées dans des zones visibles ou dans des environnements mécaniques exigeants nécessitent souvent une finition ou un traitement de surface, tel que le meulage, le polissage ou le revêtement.
• Pour les pièces exposées à des environnements difficiles, un traitement de surface supplémentaire peut être nécessaire, comme la galvanisation, la peinture ou la nitruration pour augmenter la résistance à la corrosion.
• Demandez des certificats de matériaux (par exemple, conformément à la norme EN 10204 3.1 ou 3.2) qui attestent de la composition chimique et des propriétés mécaniques des matériaux utilisés.
• Assurez-vous que le fabricant est certifié conformément aux normes de qualité internationales telles que la norme ISO 9001 ou à des normes industrielles spécifiques (par exemple IATF 16949 pour l'industrie automobile ou AS9100 pour l'industrie aérospatiale).
• Assurez-vous que le fournisseur propose des essais non destructifs (par exemple, des essais aux ultrasons ou aux rayons X) ainsi que des essais destructifs (par exemple, des essais de traction, des essais de dureté) pour garantir la qualité des pièces forgées. Demandez les certificats d'essai de vos pièces.
• Choisissez un fournisseur ayant une expérience avérée dans le forgeage par chute, en particulier dans votre domaine d'application spécifique. Un fournisseur expérimenté peut vous donner de meilleurs conseils sur la sélection des matériaux, le processus de forgeage et le post-traitement.
• Assurez-vous que le fournisseur dispose de la capacité nécessaire pour produire la quantité requise dans la qualité souhaitée et dans les délais impartis.
• Vérifiez les projets antérieurs ou les références des clients pour vous assurer que le fournisseur livrera dans les délais et de manière fiable.
• Le choix du matériau a un impact significatif sur le coût. Les alliages à haute résistance tels que le titane sont nettement plus chers que les aciers conventionnels. Il convient donc de se demander si le matériau choisi est optimal pour votre application ou si d'autres solutions plus rentables sont possibles.
• La complexité du processus de forgeage, le post-traitement nécessaire et les traitements de surface spéciaux influencent également les coûts globaux. Il peut être utile de comparer différentes technologies ou méthodes de fabrication pour trouver la solution la plus rentable.
• Certains fournisseurs proposent des remises pour les grandes quantités. Si vous avez un besoin à long terme de pièces matricées, vous pouvez négocier des accords-cadres ou des contrats d'approvisionnement à long terme.
• Les délais de livraison des pièces forgées par estampage peuvent être longs, en particulier lorsqu'il s'agit de commandes complexes ou de gros volumes. Il est important de définir des délais de livraison réalistes avec le fournisseur et de prévoir des périodes tampons.
• Vérifiez que le fournisseur propose des méthodes d'emballage et de transport appropriées pour protéger les pièces forgées contre les dommages pendant le transport. Pour les pièces plus grandes ou volumineuses, le transport peut être plus complexe et plus coûteux.
• Les pièces forgées, en particulier celles fabriquées à partir de matériaux sensibles à la corrosion, doivent être stockées dans des conditions appropriées afin de préserver leur qualité jusqu'à leur utilisation.
• Lorsque les pièces forgées sont utilisées dans des domaines où la sécurité est essentielle, tels que l'aérospatiale, l'automobile ou la technologie médicale, il est indispensable de procéder à des essais de qualité et à des certifications rigoureuses. Ces pièces doivent souvent répondre à des exigences réglementaires strictes.
• Pour les applications exposées à des températures, des pressions ou des environnements chimiques extrêmes (par exemple dans l'industrie pétrolière et gazière), les pièces forgées doivent être spécialement conçues pour répondre à ces exigences.

Lors de l'achat de pièces forgées sous pression, il est important de prendre en compte un certain nombre de facteurs pour s'assurer que les pièces répondent aux exigences spécifiques. Outre la sélection des matériaux et le respect précis des tolérances dimensionnelles, l'assurance qualité, la sélection des fournisseurs et le rapport coût-efficacité sont également importants. Un examen approfondi des exigences techniques et la collaboration avec un fournisseur expérimenté permettront d'obtenir des pièces forgées de haute qualité, durables et fiables.

Les pièces forgées peuvent être achetées auprès de différents fournisseurs. Des informations complètes sur les fabricants et les fournisseurs de pièces forgées pour matrices du monde entier sont disponibles sur Exportpages.