Le MatriçageLe Matriçage

Les Chiffres clés

Définition

Avantages du Matriçage

Machines utilisées

Les Outillages

La Lubrification

Les différents produits Matricés

Les alliages & Traitements

Porte-fusée automobile

Les Chiffres clésLes Chiffres clés

Les Métaux Matricés

Répartition par Secteur

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.

Définition du MatriçageDéfinition 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 MatricésLes Avantages des Produits Matricés Avantage Métallurgique : Excellent compromis entre résistance, élasticité, rupture, fatigue, corrosion, résilience, tenu en pression.

Avantage Technique : Augmente le rapport résistance/masse de la pièce.

Avantage Économique : Réduction du coût des usinages.

Pièce de liaison aéronautique

Couronne de freinage Avion

Machines utiliséesMachines 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 OutillagesLes 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 LubrificationLa 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 MatricésLes 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

Matricée précise

1 à 3°

Les différents produits MatricésLes 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.

La mise au point de la gamme comprendra plusieurs outillages.

Les différents produits MatricésLes 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 :

Les différents alliages d’aluminium

Al-MgAl-MgSi

Al-CuAl-Zn

Al-Zn

Al-Si

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.

Augmentation de la température du liquide de trempe (réduction de la vitesse de refroidissement).

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)

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 états de livraison après matriçage sont variés et codifiésLes Alliages & Traitements :

Pièces Matricées :

Pièce aéronautique en TA6V

Raccord de chaudière à gaz en Laiton