Le moulage en sable fa\u00e7onne le m\u00e9tal \u00e0 l'\u00e9tat liquide, coul\u00e9 dans un moule en sable et solidifi\u00e9 en place ; le forgeage le fa\u00e7onne \u00e0 l'\u00e9tat solide, comprim\u00e9 entre des matrices jusqu'\u00e0 ce qu'il prenne leur forme. Toute autre diff\u00e9rence d\u00e9coule de celle-ci \u2014 la r\u00e9sistance de la pi\u00e8ce et sa direction, les formes et tailles possibles, le co\u00fbt de l'outillage, et la quantit\u00e9 de sur\u00e9paisseur d'usinage. Cette comparaison concerne les bo\u00eetiers, corps, bras ou brides ferreux o\u00f9 quelqu'un a demand\u00e9 \u201c pourquoi ne pas le forger ? \u201d et la r\u00e9ponse doit tenir sur le dessin.<\/p>\n
Le moulage en sable coule du m\u00e9tal en fusion dans une cavit\u00e9 form\u00e9e dans du sable agglom\u00e9r\u00e9, le laisse se solidifier, puis brise le sable pour r\u00e9cup\u00e9rer la pi\u00e8ce. La cavit\u00e9 provient d'un mod\u00e8le \u2014 bois, plastique ou m\u00e9tal, selon la dur\u00e9e de production \u2014 et tout passage interne provient d'un noyau en sable plac\u00e9 dans le moule avant sa fermeture. Une fois le m\u00e9tal coul\u00e9, la solidification fait le reste ; le travail de la fonderie r\u00e9side dans la pr\u00e9paration.<\/p>\n
Le m\u00e9tal liquide se r\u00e9tracte en se solidifiant, donc chaque section \u00e9paisse doit \u00eatre aliment\u00e9e par une masselotte qui reste liquide plus longtemps que la section qu'elle alimente ; si le col de la masselotte est trop petit, le dernier m\u00e9tal \u00e0 se solidifier attire une cavit\u00e9 de retrait en lui-m\u00eame. Le grain qui se forme est \u00e9quiaxe et orient\u00e9 al\u00e9atoirement, c'est pourquoi une pi\u00e8ce moul\u00e9e a les m\u00eames propri\u00e9t\u00e9s dans toutes les directions.<\/p>\n
Ce que le proc\u00e9d\u00e9 offre en retour, c'est la libert\u00e9 g\u00e9om\u00e9trique. Les noyaux forment des passages et des cavit\u00e9s ferm\u00e9es, l'\u00e9paisseur de paroi peut varier sur la pi\u00e8ce, et les bossages, nervures et contre-d\u00e9pouilles ne n\u00e9cessitent qu'un plan de joint et environ 1,5\u00b0 de d\u00e9pouille pour retirer le mod\u00e8le. La taille est limit\u00e9e par le ch\u00e2ssis de moulage et la coul\u00e9e que vous pouvez verser, non par le tonnage de la presse.<\/p>\n
Le forgeage chauffe une barre ou une billette d'acier et la d\u00e9forme entre des matrices, sous un marteau ou une presse, jusqu'\u00e0 ce qu'elle remplisse l'empreinte de la matrice ; la bavure expuls\u00e9e au plan de joint est \u00e9barb\u00e9e ensuite. Le m\u00e9tal ne fond jamais. Il arrive sous forme de barre lamin\u00e9e dont la porosit\u00e9 a \u00e9t\u00e9 ferm\u00e9e \u00e0 l'usine, et le travail \u00e0 chaud affine davantage le grain et l'\u00e9tire en un flux de grain qui suit la direction de la d\u00e9formation.<\/p>\n
Ce flux de grain est la propri\u00e9t\u00e9 d\u00e9finissante du forgeage. L\u00e0 o\u00f9 le flux suit le contour de la pi\u00e8ce \u2014 le long d'une bielle, autour d'un \u00e9paulement d'arbre \u2014 la ductilit\u00e9, la r\u00e9sistance aux chocs et la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue sont plus \u00e9lev\u00e9es dans cette direction que transversalement. Une pi\u00e8ce forg\u00e9e est la plus r\u00e9sistante le long de son grain et la plus faible en travers ; une pi\u00e8ce moul\u00e9e est identique dans toutes les directions.<\/p>\n
La matrice est la contrainte du forgeage. Les matrices pleines ne peuvent pas former de cavit\u00e9 ferm\u00e9e, donc il n'y a pas de passages noyaut\u00e9s ; l'empreinte n\u00e9cessite 5 \u00e0 10\u00b0 de d\u00e9pouille externe et plus sur les surfaces internes pour le d\u00e9moulage, et les angles vifs dans la matrice \u00e9chouent rapidement, donc chaque bord porte un rayon g\u00e9n\u00e9reux. Les al\u00e9sages, contre-d\u00e9pouilles et trous transversaux sont usin\u00e9s ensuite ou pas du tout.<\/p>\n
Le forgeage l'emporte sur la r\u00e9sistance le long du grain, la dur\u00e9e de vie en fatigue et la finition ; le moulage en sable l'emporte sur la g\u00e9om\u00e9trie, la taille, le co\u00fbt de l'outillage et les courtes s\u00e9ries. Le tableau donne une vue ligne par ligne. Trois de ses lignes \u2014 r\u00e9sistance, pr\u00e9cision dimensionnelle et usinage \u2014 n\u00e9cessitent des pr\u00e9cisions avant de les reporter sur un dessin.<\/p>\n
| Caract\u00e9ristique<\/th>\n | Coul\u00e9e en sable<\/th>\n | Forgeage<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n | ||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Principe de fabrication<\/td>\n | M\u00e9tal en fusion coul\u00e9 dans un moule en sable<\/td>\n | M\u00e9tal solide comprim\u00e9 en forme<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| \u00c9tat du mat\u00e9riau<\/td>\n | Liquide<\/td>\n | Solide ou semi-solide<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| R\u00e9sistance de la pi\u00e8ce<\/td>\n | Moderate<\/td>\n | \u00c9lev\u00e9e<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| R\u00e9sistance \u00e0 la fatigue<\/td>\n | Moderate<\/td>\n | Excellente<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Risque de porosit\u00e9 interne<\/td>\n | Relativement \u00e9lev\u00e9<\/td>\n | Tr\u00e8s faible<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Structure du grain<\/td>\n | Al\u00e9atoire<\/td>\n | Flux de grain suivant la g\u00e9om\u00e9trie de la pi\u00e8ce<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Complexit\u00e9 des formes<\/td>\n | Excellente<\/td>\n | Moderate<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Cavit\u00e9s internes<\/td>\n | Faciles avec des noyaux en sable<\/td>\n | Difficile<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Grandes pi\u00e8ces<\/td>\n | Excellente<\/td>\n | Possibles, mais exigeantes en \u00e9quipement<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Pr\u00e9cision dimensionnelle<\/td>\n | Moderate<\/td>\n | Bonne<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| \u00c9tat de surface<\/td>\n | Plus rugueux<\/td>\n | Meilleure<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Co\u00fbt d'outillage<\/td>\n | Faible \u00e0 mod\u00e9r\u00e9e<\/td>\n | Moderate to high<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Petites s\u00e9ries de production<\/td>\n | Tr\u00e8s adapt\u00e9<\/td>\n | G\u00e9n\u00e9ralement moins \u00e9conomiques<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Grands volumes de production<\/td>\n | Adapt\u00e9<\/td>\n | Excellente<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Exigence d'usinage<\/td>\n | Souvent plus \u00e9lev\u00e9e<\/td>\n | G\u00e9n\u00e9ralement plus faibles<\/td>\n<\/tr>\n | ||||||||||||||||||
| Produits typiques<\/td>\n | Bo\u00eetiers de pompes, blocs moteurs, bases de machines<\/td>\n | Arbres, engrenages, bielles, essieux<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n Les lignes sur la r\u00e9sistance et la fatigue sont vraies, mais les chiffres g\u00e9n\u00e9ralement cit\u00e9s pour les prouver comparent l'acier forg\u00e9 \u00e0 la fonte ductile. Ce sont de v\u00e9ritables \u00e9carts \u2014 entre deux mat\u00e9riaux diff\u00e9rents.<\/p>\n Le m\u00eame acier fabriqu\u00e9 des deux mani\u00e8res est une course plus serr\u00e9e. Donn\u00e9es de la Steel Founders\u2019 Society of America<\/a> pour le 8630 moul\u00e9 contre le 8640 corroy\u00e9 \u00e0 duret\u00e9 \u00e9gale placent les deux \u00e0 138 ksi de r\u00e9sistance \u00e0 la traction ; l'avantage de la barre corroy\u00e9e est l'allongement, 27% contre 15%, et la dur\u00e9e de vie en fatigue dans les sections non entaill\u00e9es. Dans les sections entaill\u00e9es, les deux courbes de fatigue co\u00efncident presque.<\/p>\n Ce qui survit \u00e0 une comparaison \u00e0 alliage \u00e9gal, c'est la direction. La ductilit\u00e9, la r\u00e9sistance aux chocs et la dur\u00e9e de vie en fatigue d'une pi\u00e8ce forg\u00e9e sont plus \u00e9lev\u00e9es le long du flux de grain et plus faibles en travers ; celles d'une pi\u00e8ce moul\u00e9e sont identiques dans toutes les directions et, pour des alliages \u00e9quivalents, se situent entre les valeurs longitudinales et transversales de la pi\u00e8ce forg\u00e9e. Chargez une pi\u00e8ce le long d'un axe et la directionnalit\u00e9 du forgeage est un avantage. Chargez-la depuis plusieurs directions, comme la plupart des bo\u00eetiers, et elle ne l'est pas.<\/p>\n La pr\u00e9cision dimensionnelle et la sur\u00e9paisseur d'usinage sont l\u00e0 o\u00f9 le tableau exag\u00e8re l'\u00e9cart. Le forgeage est plus pr\u00e9cis, mais contre une pi\u00e8ce moul\u00e9e en machine avec un mod\u00e8le m\u00e9tallique, il est \u00e0 environ un degr\u00e9 de tol\u00e9rance pr\u00e8s ; l'\u00e9cart plus large \u2014 trois \u00e0 cinq degr\u00e9s \u2014 concerne le moulage \u00e0 la main en courte s\u00e9rie. Les deux voies laissent une sur\u00e9paisseur d'usinage<\/a> sur chaque face fonctionnelle.<\/p>\n
|