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close this bookFormation Professionelle en Afrique: Technologie Generale pour Construction Métallique - Tome 2
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31. Le forgeage

I. Définition

Le forgeage est un travail par choc ou par pression du métal à une température uniforme de cohésion de la matière diminuée (malléabilité).

II. But

Donner au métal la forme approchée ou définitive de la pièce à obtenir.

III. Les métaux forgeables

Tous les métaux susceptibles de déformation à chaud ou à froid, par ex.: acier, cuivre, laiton, bronze, zinc, etc...

La fonte grise n'est pas forgeable.

La pièce forgée a une résistance plus élevée que la même pièce confectionnée par enlèvement de copeaux.


Figure

On peut soumettre aussi une pièce forgée à des efforts plus gros. La fibre produite dans le laminage n'est pas coupée par le forgeage.

REMARQUE

- La haute teneur en carbone réduit la forgeabilité de l'acier.


- L'acier à outils qui contient de 0,6 à 1,5% de carbone est moins forgeable que l'acier de construction qui en contient moins de 0,45%.

IV. Conception des forges

La forge est une caisse en tôle garnie intérieurement de briques réfractaires, ou centre des débuches tuyère d'où sort le vent pour activer le feu.

On retrouve généralement les même éléments de construction, tels que: l'enveloppe et les éléments de garnissage (réfractaires et isolantes).

1. Eléments d'enveloppe: ils varient suivant d'importance des forges. C'est ainsi qu'on rencontre:

- les blindages lourds; réalisés en maçonnerie (béton, briques, etc.), utilisés pour la construction des forges massives non transportables.

2. Les réfractaires: doivent répondre aux conditions suivantes:

- tenue aux températures, c'est-à-dire ne pas fondre sous l'effet de la chaleur.

- tenue aux chocs thermiques, ne doit pas se fissurer sous l'effet deséchanges thermiques.

- tenue aux chocs mécaniques.

- tenue aux effets abrasifs.

En règle générale un réfractaire doit présenter une structure dense et compacte.

3. Les isolants: leur fonction consiste à éviter les échanges thermiques en s'opposant ou passage de la chaleur.

4. Feu et charbon de forge: On emploie pour la forge les houilles grasses (maréchales) qui s'agglutinent et forment une goutte au-dessus de la forge. Cette goutte concentre la chaleur sur la pièce.

La partie de la pièce à chauffer doit être placée dans la zone combustion parfaite.


Figure

V. Température de forgeage des aciers doux et mi-durs

matériaux

% carbone

Forgeage seulement possibles dans les zones



zone température

zone couleur



au début

à la fin

au début

à la fin

aciers de construction

0,15 à 0,2%

1 250 ° C

780 °C

blanc

cerise naissant

aciers à outils






- mi-durs

0,5 a 0,6%

1 150 ° C

850 °C

jaune clair

cerise

- durs

0,6 a 0,8%

1 100 ° C

900 °C

orange foncé

cerise

- extra durs

0,8 à 1,5%

1 000 ° C

900 °C

cerise clair

cerise

aciers rapide

1 150 ° C

900 °C

jaune clair

cerise

VI. Opération forgeage

1. Etirage: a pour but de diminuer la section de la pièce à forger
(La longueur augmente et s'effectue par forgeage et contre forgeage, en tournant la pièce d'un quart de tour à chaque martelage) le volume de métal étiré reste le même.


Figure

* Les possibilités d'étirage sur l'enclume:


Figure

* Les étapes de la fabrication d'une pointe:


Figure


Figure

2. Refoulage: a pour but d'augmenter la section à certains endroits de la pièce (la longueur diminue).


Pièce refoulée


Figure

3. Coudage: est la réalisation d'un changement de direction d'un profil quelconque.


coudé sans refoulage


coudé avec refoulage (dans l'étau ou sur l'enclume)


Figure

4. Cintrage: mise en forme suivant une courbe (mandrin ou bride des rayons appropriés). La longueur nécessaire au cintrage se calcul en fibre neutre.


Figure

5. Soudage par forgeage: opération qui a pour but de réunir les extrémités des pièces à une forte température.


Figure


pièce soudée

6. Etampage: qui est un façonnage par compression dans des empreintes de forme voulue qu'on nomme étampe.


Figure

7. Tranchage: qui consiste à diviser le métal. Il s'effectue à froid ou à chaud au moyen de tranches.


Figure

VII. Recuit des pièces forgées

Le forgeage provoque des tensions internes dans le métal; il est nécessaire pour le forgeage d'effectuer un recuit de stabilisation (détentes qui libèrent les tensions).

- chauffage a 800 °C
- refroidissement à l'abri de l'air.

VIII. Outillage de forge

Les opérations de forgeage nécessitent un matériel important à savoir:

- l'enclume
- les marteaux: plusieurs sortes, variant en fonction du poids et du but de l'opération.

On rencontre:


Figure


Figure

- porte-étampes


Figure

- les pinces de forge (croches): servent pendant les opérations à chaud pour tenir les pièces.

les pinces de forge


1 - plate


2- d'étameur


3 - à burins


4 - pour fer rond


5 - universelle

IX. Pratique du travail a la forge

Elle comprend le chauffage et le façonnage.

Le chauffage s'effectue au foyer de forge, à la forge ou au four à gaz. Eviter la surchauffe qui détruit les qualités du métal.

Le façonnage s'effectue au marteau à main ou au marteau à frapper devant le manœuvre par un aide.

La pièce est posée sur l'enclume ou serrée dans les mors d'un robuste étau: étau de forge.

Les pièces courtes sont tenues à l'aide de pinces de forge dont la forme des mâchoires doit être adaptée à la section de la pièce a serrer.

X. Les accidents de forge

Les travaux de forge nécessitent une grande attention de la part de l'ouvrier car une simple négligence peut lui causer de graves incidents.

Ici, tous les cas de la prévention des accidents peuvent être posés.

Par contre il est important de rappeler quelques conseils:

- ne jamais utiliser le marteau en contact de l'enclume sans présence d'une pièce dont l'un peut se briser avec éclat;

- s'assurer de la bonne tenue des pièces avec les pinces de forge au lever du feu;

- ne jamais laisser les pièces chaudes traîner au sol;

- le port du tablier et des gants sont nécessaires en plus du casque;

- mouiller de temps en temps le charbon avec de l'eau pour éviter la progression de la flamme.


FORGE