La forge, mais qu'est ce que c'est ?
(une très bonne question à laquelle je vais essayer de répondre)
Définition globale du procédé
Le procédé de forgeage utilise les capacités de déformation dites "plastiques" (déformation permanente des matériaux). Il consiste à déformer un matériau par choc ou par pressage à l'état solide (d'autres procédés hybride existent nous y reviendrons par la suite). La mise en forme peut aussi bien s'effectuer à chaud, à mi-chaud voir à froid sur des pièces de quelques grammes à plusieurs tonnes. L'interêt de ce procédé est de conférer aux piéces de meilleures caractéristiques mécaniques que celles obtenues par fonderie ou usinage.
Deux techniques de mise en forme existent :
- le forgeage dit libre (photo 1): le métal s'écoule librement sous l'effet des déformation (tel que l'on voit lorsque le forgearon tape sur son enclume)
- le forgeage dit en matrices (photo A et B): l'écoulement du métal est géné par les gravures faites dans des outillages.
Le forgeage "à chaud" :
L'augmentation de la température d'un matériau (jusqu'à 1200 - 1300 °C) a pour effet de faciliter sa malléabilité, utile donc pour le forgeage car les caractéristiques de forgeabilité sont améliorées. En effet lors du chauffage, les atomes vibrent et leur distance augmente ce qui a pour effet de diminuer les forces de liaison donc le forgeage est plus facile.
On pourrait alors se dire " plus la température est élevée et mieux c'est" et bien non ! Car une température élevée à des effets négatifs sur la santé métallurgique du matériau. Inversement dans le forgeage à chaud une température trop faible est à éviter car les caractéristiques de forgeabilité sont diminuées. Ce qui peux entrainer de graves dommages sur le matériau, il existe donc un intervalle de température propre à chaque matériau.
Le forgeage "à mi-chaud" :
Effectué à une température moins importante (600°C) le forgeage mi-chaud est un compromis entre le forgeage à chaud et à froid. Plus difficile à mettre en oeuvre que le forgeage à chaud, la température étant plus faible donc l'énergie et la force à appliquer sur la pièce sont plus importantes. On utilise ce procédé de forgeage en matrices, pour obtenir des caractéristiques métallurgiques particulieres de plus, au vu des températures, aucuns oxydes (la calamine entre autres qui est une décarburation superficielle due à un chauffage à haute température) ne se forment.
Le forgeage "à froid" :
Le forgeage peut effectivement s'effectuer à froid (entendre par là : à température ambiante). Le forgeage à froid est contraignant car tous les métaux ne peuvent pas être utilises : ils doivent être préalablement traités pour supporter la déformation, et les forces et énergies mis en oeuvre sont très importants. Cette technique entraine donc une déformation à froid, un écrouissage qui améliore certaines caractéristiques comme la dureté mais diminue certaines (parfois un traitement doit être réalisé pour retrouver ces caractéristiques).
On peut dès lors aborder les procédés de forgeage existants.
