Présentation
Auteur(s)
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Lothar ALBANO-MÜLLER : Docteur-ingénieur
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Eckart SCHNEIDER
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Ulrich BODE : GKN Sinter Metals
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le forgeage à partir de poudres (FF ou forgeage-frittage) assure le lien entre la métallurgie des poudres conventionnelle et le forgeage à froid, à savoir la réalisation de produits finis (net shape manufacturing) de faible coût et constitués de matériaux de haute résistance.
Grâce à l’amélioration des propriétés mécaniques, la remarquable précision géométrique et la grande fiabilité du procédé, le forgeage à partir de poudres (Powder Forging PF) a été bien accepté dans le monde entier pour les applications relatives aux éléments de structure de haute résistance. La demande pressante, en vue d’aboutir à un allègement des structures des véhicules et à un faible coût total de fabrication, a amené l’introduction du FF dans l’industrie automobile.
Nous illustrerons, à l’aide de l’exemple des bielles forgées-frittées, les avantages techniques, et économiques que procure un procédé permettant de fabriquer sans opération d’usinage des produits finis prêts à être assemblés.
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2. Description du procédé de fabrication d’une forme finie
Le procédé de forgeage à partir de poudres fait partie des développements directs des techniques de fabrication de la métallurgie des poudres conventionnelle, appliquées aux pièces requérant une densité égale ou à peine inférieure à celle du produit massif.
La production des bielles forgées-frittées (figure 1) est réalisée de la façon qui suit.
2.1 Compactage
Le compactage de la poudre, jusqu’à une masse volumique de l’ébauche de l’ordre de 6,4 à 6,6 g/cm3, s’effectue sur une presse à poudre multiplaque à 8 axes, servo-hydraulique, à commande numérique. Un outil très sophistiqué permet un contrôle étroit des mouvements des différents poinçons de compactage et garantit une répartition homogène des masses volumiques dans les diverses sections, déterminant donc également la masse totale et le poids total et leur bonne distribution dans les pièces avec une très faible dispersion.
Un système d’équilibrage postérieur permet ensuite une vérification à 100 % du poids et garantit des tolérances étroites de moins de ± 0,5 % du total et de sa répartition ; au-delà de cette tolérance, les pièces seraient sorties du processus.
Une procédure permettant l’ajustement en ligne des paramètres de compactage et de répartition de la poudre dans les diverses sections en fonction des résultats de la vérification du poids est en préparation ; elle permettra, d’une part, de réduire encore le taux de rebut et, d’autre part, de diminuer encore les tolérances.
Le système de contrôle du poids est extrêmement précis et garantit l’homogénéité des propriétés de la pièce, ainsi que des conditions optimales de formage et une bonne durée de vie des outils, conditions nécessaires en forgeage de formes finies et précises en matrices fermées.
HAUT DE PAGE2.2 Frittage
Les ébauches vertes (c’est-à-dire non cuites), après contrôle du poids, sont positionnées directement sur le convoyeur à bande du four de frittage ou dans un système tampon intermédiaire par un robot...
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