forger

Forger, c'est chauffer le métal jusqu'à un état plastique, puis le mettre en forme en le frappant avec un marteau ou une presse. La chaleur rend le métal malléable sans le faire fondre; les coups compressent la structure granulaire et déplacent la matière pour obtenir la forme requise. Un forgeron chauffe la pièce dans un four ou un feu de forge jusqu'à ce qu'elle devienne rouge ou jaune (généralement 1100 à 1300 degrés Celsius pour l'acier), puis la place sur une enclume et la frappe avec des outils à main ou des équipements motorisés. Le métal refroidit au fur et à mesure du travail, il doit donc retourner au feu à plusieurs reprises pour une seule pièce.

Le forgeage diffère fondamentalement du moulage et de l'usinage. Le métal coulé est versé dans un moule et présente une structure granulaire grossière et cassante avec des vides internes. Les pièces usinées sont découpées dans des barres pleines, ce qui gaspille de la matière et laisse des contraintes de surface. Le métal forgé est compressé et affiné; le grain s'écoule le long de la forme de la pièce finie, la rendant plus solide et plus résistante. Les pièces forgées peuvent supporter des charges de choc qui fractureraient des pièces moulées de même taille. C'est pourquoi les pièces critiques comme les bielles, les vilebrequins et les queues d'outils sont forgées plutôt que moulées.

Le processus se divise en forgeage manuel et forgeage mécanique. Le forgeage manuel utilise un marteau, des tenailles et une enclume; le forgeron contrôle le moment et le placement de chaque coup. Le forgeage mécanique utilise un marteau-pilon ou une presse hydraulique pour délivrer une force prédéterminée. Les marteaux-pilons tombent d'une hauteur (souvent de 2 à 10 mètres) et frappent par impact; les presses hydrauliques appliquent une force de compression constante. Les méthodes mécaniques sont plus rapides et plus cohérentes pour les séries de production, mais le forgeage manuel offre précision et adaptabilité pour les pièces uniques et les formes complexes.

Défauts courants et limites

La surchauffe provoque la croissance des grains et la fragilité; le métal devient mou et pâteux et peut se fissurer lorsqu'il est frappé. Le sous-chauffage le rend rigide et difficile à façonner; le marteau rebondit plutôt que de déformer le métal. La calamine (oxydation qui s'écaille) enlève de la matière et crée des défauts. Des fissures internes et des vides peuvent se former si le refroidissement est trop rapide ou si le métal est travaillé lorsqu'il est trop froid. Le forgeage ne peut pas produire d'angles internes vifs ou de détails fins; le métal doit s'écouler en douceur autour de l'enclume ou de la matrice.

Le terme dérive du latin fabrica, signifiant atelier ou forge. En français, il est devenu forge, le nom du foyer et de l'ensemble des outils, puis le verbe pour l'acte de mise en forme. Le travail de forge reste un fondement de la métallurgie; même les ateliers modernes qui s'appuient sur l'usinage CNC et le moulage utilisent encore le forgeage pour les pièces soumises à de fortes contraintes et pour le redressage, le cintrage et la mise en forme locale lors de la réparation et de la modification.