Transcript Le Matriçage

Le Matriçage
 Les Chiffres clés
 Définition
 Avantages du Matriçage
 Machines utilisées
 Les Outillages
 La Lubrification
Porte-fusée automobile
 Les différents produits Matricés
 Les alliages & Traitements
Les Chiffres clés
 Le Matriçage représente
22 % du chiffre d’affaire de
la forge Française.
 50 % des pièces sont en
alliage d’Aluminium
 Le secteur le plus
concerné est l’aéronautique
Les Métaux Matricés
Répartition par Secteur
Définition du Matriçage
 Technique de déformation à
chaud des alliages :
- d’Aluminium ( 420 à 480°C),
- de Cuivre (700 à 900°C),
- de Titane (940 à 1050 °C).
 Technique
identique à
l’estampage
sauf
qu’un
pétrissage dans 2 à 3
directions est
souvent
nécessaire avant matriçage
pour
homogénéiser
les
caractéristiques mécaniques.
Fourche d’atterrisseur
Les Avantages des Produits Matricés
 Avantage Métallurgique :
Excellent compromis entre
résistance, élasticité, rupture,
fatigue, corrosion, résilience,
tenu en pression.
Pièce de liaison aéronautique
 Avantage
Technique
:
Augmente
le
rapport
résistance/masse de la pièce.
 Avantage Économique :
Réduction du coût des usinages
Couronne de freinage Avion
Machines utilisées
 Presses Hydrauliques avec des
vitesses de déformations lentes,
car l’énergie de déformation se
transforme
partiellement
en
chaleur.
 Les outillages sont chauffés en
permanence, car la température
de matriçage de l’aluminium doit
rester dans une fourchette étroite.
Trop basse, elle génère des
criques, des fissures, des défauts
de remplissage. Trop élevée elle
entraîne un début de fusion et de
fissuration aux joints de grains.
Les Outillages
 Ils sont réalisés dans des
aciers
faiblement
alliés
:
Z38CDV5, 55NCDV7, 35NCD16
(traités pour 1300 Mpa).
 Leur endommagement se
produit par fissuration
 Même méthode de réalisation
que l’Estampage
Outillage de détourage
La Lubrification
 Avec
des
pressions
moyennes sur la paroi des
outillages entre une matrice
en acier et une pièce en
aluminium de 200 à 500
Mpa, soit 2 à 5 tonnes/cm2. Il
y a collage et grippage.
 Pour réduire le coefficient
de frottement, il faut un
lubrifiant : Suspension de
particules de graphite dans
l’eau ou l’huile.
Pièce de chaudière en laiton
Cadre aéronautique en TA6V (5,5 m)
Les différents produits Matricés
 les Blockers : Ébauches avec
tolérances larges et dépouilles
importantes, réalisées en un seul coup
de presse avec des outillages simples.
80 à 95% du métal sera usiné.
 Les
pièces
matricées
conventionnelles : La forme
matricée se rapproche de
l’usinée. 40 à 70 % du métal
sera usiné.
Blocker
Matricée conventionnelle
Support d’injecteur de gaz en laiton
Les différents produits Matricés
 Les pièces matricées précises :
La forme matricée est très proche
de la pièce finie, de nombreuses
surfaces resteront brutes de
forge. 5 à 30% de métal sera
usiné.
1 à 3°
Matricée précise
 La mise au point de la gamme
comprendra plusieurs outillages
Les différents produits Matricés
 Les pièces matricées précises sans
dépouille ou contre-dépouille :
Ce sont des pièces sans usinage ultérieur
sauf perçage d’un trou.
Les rayons de raccordement sont réduits,
4 à 5 mm.
La précision est inférieure au mm.
Les Alliages & Traitements
Al-Zn
Al-Cu
Al-Zn
Al-MgSi
Al-Mg
Al-Si
Les différents alliages d’aluminium
Les Alliages & Traitements :
AlMgSi : utilisé dans l’automobile, le naval, les
machines. La meilleure résistance est
obtenue après revenu.
AlCuMg2 : utilisé dans l’automobile et les
moteurs pour des composants à
haute résistance, bonne tenue en
fatigue
AlZnMgCu1,5 : meilleur compromis entre
statique, dynamique et ténacité
AlCuSiMn : bonne résistance en température
Les Alliages & Traitements
 Les alliages sont à durcissement structural.
 Après refroidissement lent après forgeage les produits
sont dans un état recuit.
 Les éléments d’additions seront remis en solution par
chauffage.
 La trempe et le revenu permettront d’augmenter les
caractéristiques mécaniques
Les Alliages & Traitements :
 Les alliages à durcissement structural ou alliages
trempants sont obtenus par addition d’éléments dont la
solubilité dans l’aluminium augmente avec la température.
 Ces pièces peuvent contenir des contraintes résiduelles
qui se libèrent lors des refroidissements et qui déformeront
les parois minces.
 Elles peuvent être supprimées par :
Déformation à froid après trempe
Sur-revenu aux états T7 (T73, T76)
Augmentation de la température du liquide de trempe
(réduction de la vitesse de refroidissement)
Les Alliages & Traitements :
Les 3 étapes du traitement thermique :
1. Chauffage pour mettre les éléments d’additions en solution
solide.
2. Refroidissement rapide. Les éléments d’additions restent
en solution à la température ambiante dans un état instable
de sursaturation.
3. Évolution de la solution solide sursaturée vers l’état stable
par précipitation progressive.
Mûrissement à température ambiante (15 jours) ou entre 100
et 200° C (<24 h).
On peut également augmenter les caractéristiques
mécaniques par déformation plastique à froid contrôlée (
compression ).
Les Alliages & Traitements :
Les états de livraison après
matriçage sont variés et codifiés
Pièces Matricées :
Pièce aéronautique en TA6V
Raccord de chaudière à gaz en Laiton