FONDERIE

poterie, les tuyaux, les pièces sans ajustage et pour tous les objets qui n'ont pas besoin d'une grande ténacité.

La fabrication d'un objet en fonte suppose trois opérations distinctes : la fabrication du moule j la fusion du mêlai et la coulée.

Les moules dans lesquels on coule la fonte liquide sont faits soit en sable, soit en terre.

Le sable ne doit pas contenir trop d'argile; quand on Técrase dans la main, il ne doit pas coller aux doigts, ce qui indiquerait un excès de plasticité qui ne serait pas sans danger. On le mélange à une certaine quantité de poussier de houille, puis on le broie sous des meules et souvent môme on le tamise. L'introduction du poussier a pour but, comme nous le verrons plus tard, de faciliter la sortie du gaz. Le sable peut être employé à l'état de sable vert ou à l'état de sable rf'etuve, La première dénomination s'applique aux cas où il n'est pas besoin, comme cela arrivé pour les petites pièces, de dessécher le moule àl'étuve; la seconde correspond, au contraire, au cas où cette • dessiccation est nécessaire, par exemple quand la pièce a une forme compliquée, lorsqu'il faut donner au moule une grande solidité et obtenir des surfaces parfaitement saines.

On se sert de terre pour le moulage principalement s'il s'agit d'objets qui peuvent se faire sans modèle et au moyen de ce que nous appellerons tout à l'heure trousse ou trousseau. La terre employée doit être assez grasse pour se lier parfaitement, mais ne doit pas cependant donner lieu à trop de retrait; on la mélange avec 1/3 à 1/5 de crottin de cheval ou de bourre hachée, dont la présence est indispensable pour empêcher les moules de se crevasser pendant le séchage et pour favoriser le passage des gaz.

Il y a deux méthodes principales pour la confection des moules :

!• le moulage au châssis] 2° le moulage au trousseau.

On appelle châssis des cadres de bois, mais le plus souvent de fonte, dans lesquels on confectionne le moule. Le fond de ces châssis est ordinairement traversé par des pièces de fonte quadrillées, destinées à soutenir le sable qu'on y comprime (fig. 93).

Supposons que le fondeur ait à faire une chaise (fig. Dû), comme celles qui sont employées dans les usines pour supporter les transmissions (1).

11 fera d'abord exécuter un modèle en bois représentant exactement les formes et les dimensions de la chaise à reproduire. Ce modèle sera

(1) On app4*Ue transmissions les arbres, poulies et engrenantes qui tiausmctlent aux difrentcs machines l'action du moteur de 1 usinn.

INDfSTItIKS l'RKPAIlATOmES.

livré au mouleur qui s'en servira pour In confection àes moules. cet effet, il disposera sur le sol de l'atelier un châssis d'une grandeur

loules. A ' raiideur i

convenable el commencera à y piler on fouler du sable. Ce fouhge, qui s'cxécule avec des outils nppnk-s balles, a pour résultat dedoducr Il sable une certaine com- Bjl'.'^ piicité et de relier entre elles toutes ses parties, Quandrou- \ricT a pilé une quantité siif- Ii,-;ante de sable, il place le modèle à plat sur la couche îitnsi obtenue, dont l'épaisseur devra ftre telle que la moitié de hicliiùse, suivant son épaisseur, sorte du cii&ssis ; c'està-dire que si la chaise doit iivoîr 10 centimètres d'épaisseur, le sable arriverai 5 centimètres des bords supérieurs du cbflssis (flg. 95). Le modèle une fois placé, rou\rier pile, dans tous les vides, du sable qu'il asperge de temps en temps pour lui donner un peu de plasticité. Quand le châssis est plein, le mouleur étend une couche de sable sec à la surFace du sable humide ;

Kir,. 'H. — Chaise itc Iransmîsiion

KUXDEttlË. 137

pais il procède à la confection de h seconde partie du moule. Pour cela, il pose sur le premier châssis un second chûssis semblable et l'emplii de sable qu'il pilonne. Il est évident que le modèle va se Irouver recouvert, et que lorsqu'il sera complètement enveloppé de sable, il aura imprimé ses formes, moitié dans le châssis inférieur, moiliédans le châssis supérieur.

L'ouvrier procède alors au démoulage. A cet effet, il enlève le châssis supérieur. Cette opération est facilitûe par la couche de sable secdont nous avons parlé ; sana elle, les deux parties du moule auraienl contracté une adhérence qui, au momont do lii séparation, dé-

Fic. 95, — Cliâ99is infi'ricur iivoc lo iiindùle.

terminerait un arrachement; puis le modèle en bois est lui-même enlevé. Dans ce démoulage it peut se produire quelques accidents ; les arêtes du moule perdent de leur vivacité, certaines parties se trouvent écorchées : l'ouvrier, à l'aide d'putils spéciaux, réparc ces avaries et lisse la surface du moule avec un peu de poussier de charbon humide. Enfin, après avoir fait sécher les moules soit à l'étuve, suit autrement, il replace le châssis supérieur sur le châssis inférieur. On comprend que l'ensemble formera un bloc de sable dans lequel se trouvera nne cavité reproduisant exactement la chaise en question (fig. 96). Cette cavité est mise en relation avec le dehors par une ouverture qui servira tout à l'heure h introduire le métal fondu.

Quand les châssis sont grands, il serait bien difficile de les bouger sans s'exposer à briser la masse de sable qu'ils renferment. Pour augmenter la solidité de ce sable, les châssis présentent, comme nous l'avons dît, des cloisons quadrillées qui le soutiennent; on se sert aussi dans ce but de crochets de métal qne l'on suspend aux parois des châssis et qui, tombant dans l'intérieur, se trou\ent entourés par

ia« IMJCSI'IIIKS l'Iltr'ARAÎOirtES.

le snble. Ce sont autant de points d'appui, de liens entre lui elles

bords du chûssis.

Nous ferons remarquer que nous avons choisi un cas simple, celui d'un objet pouvant se mouler en deux châssis ; mais il arrive souvent qu'on est obligé d'en superposer un plus grand nombre.

Quand il s'agit de pièces très-grandes, et représentant des solides lie révolution, comme une portion de sphère, on emploie le moulage (iii iroii.'iseau. Nous prendrons, pour en expliquer les détails, l'evemple

d'une cliaudiÈrii ht'Uii^pliérique munie d'un cordon saillant sur soo I bord. ]

On commence par placer dans le sol de l'atelier une plaque de fûtite i! ] (Gg. 07)snr laquelle on pose un arbi-e A vertical, pouvant tourner dans , une cavité creusi^edans cette plaque ; autour de l'arbre et à une Iiaulflnr à peu priis égale h la profondeur de la chaudière, ou élève une maçonnerie M représentant grossièrement la forme hémisphérique. A sa surface extérieure, on applique un revêtement de terre à crottin d'une certaine épaisseur, et l'on G\o à l'arbre A une cloison en bois l', qu'on aura découpée en lui donnant exactement la forme du proGl extérieur de ta chaudière, C'est ce qu'on appelle la trousse ou le troitsscau. En faisant tourner l'arbre on promène le trousseau sur la surface de la couche de terre de manière h la racler et h lui donner exactement la forme extérieure de la chaudière. Ensuite on fait sécher et, après

FOXUEftIE. !*►

aïoir enlevé le trousseau, on enloiirc la mairie de lerro avec des châssîi; ïiiperposéj, dans lesquels on foule du sable qui se modèle sur la demiîphèreen terre. H est évident qu'après ce foulage l'enscmlilc de ces chissif, qu'on a eu soin de relier entre eu\, offrira dans la masse de sable qu'ils renferment l'empreinte de la forme extérieure de la chau-

FlC. 97. — Houlago au Iroussonii,

dière. Puis ou enlève tous les chAssis et l'on fixe sur l'arbre un autro trousseau représentant le profil intérieur de la chaudière, et avec lequel on racle la couche de terre i si l'épaisseur de la cliandièrc doit êlre de 1 centimètre, le trousseau raclera 1 centimètre de terre. On aura ainsi une demi-sphère en terre qui reproduira exactement par son volume extérieur la capacité intérieure de la «chaudière. Si l'on \tent alors à replacer les chftssis dans leur position primitive, il y aura un espace vide d'une épaisseur de 1 centimètre entre la demi-sphère

Nous veiion.-! de prendre l'exemple d'une pièce qui devait resli:r :reuse; la maçonnerie et ia terre qui se trouvaient au centre pour ménager la cavil6 de la chaudiiTc forment ce qu'on appelle le no^M du moule.

L'emploi des noyauv destines à m^^riager des cavités est très-fréquent en fonderie. Nous citerons un autre cas. Supposons quei'ai

^H 1 10 IMXISTIIIKS l>ltÉI>AII.\'r01llKS.

^^M modelée dans le sable des cliAssis et la demi-sphère de leri'c. La Fonte

^H foulée dans cet intervalle formera la chaudière commandf'^e au Ton-

^^M (leur. 11 est presque inutile d'ajouter qu'avant la coulée il faudra en-

^^M lever l'arbre et boucher le trou qu'il

veuille couler en fonte une ciiîonnc creuse ; ou fabriquera d'abord un modi-îe en bois représentant exactement la colonne, mais on réservera il son extrémiti) deux portées (fig. 98) ; puis on fera le moule en deux chAssis. Si l'on coulait sans autre pri^caulion , ou obtiendrait nue colonne massive de la foinio du modèle eu bois; pour l'avoir creuse, il sufGra de placer dans le moule un cylindre ou noyau d'un diamètre extérieur égal au diamètre irUôrieiir de la colonne. Ce noyau estfabriqtié sur une lanterne, c'est-à-dire surun tuyau de terre ou de fontp percé de trous, que l'on entoure d'abord de paille tressée et que l'on recfluvre ensuite de couches de terre à crottin. On ajoute de la terre jusqu'à ce que le noyau ait le diamèlre voulu; la surface doit tin lisse et la terre séchée après l'addiliou de chaque couche. Ce nnyau est placé dans le cbftssis inférieur, la lanterne reposant par ses extrémités dans les cavités que les portées du modèle ont faites dans le

moule (fig. i>!'). On place ensuite le cliflssis supérieui'. Il est facile de comprendre que lorsqu'on coulera la ftuile liquide, clic se répartira

iluiis lu iiluulo.

dan^ le moule en enveloppant le noyau ; après rerraïdissemenl, nu aura une colonne creuse dont la cavité fera remplie par le iiojaii que 11? peu de solidité de la terre i\ croltin pi?rincttra d'enlever faciiemeiil.

Fie. 100. — Culiilut.

Nous connaissons maintenant les principaux procédés empIojOs jjuur la fabrication des moules; il nous reste ù voir les moyens en usa^e pour fondre et couler le métul.

^w iNDiisrniEs pRÊPAnAiomEs.

La fonte est liqui-ûOe dans d«s fournciiux appelés cubilots (8g, lOl Un cubilot se compose cssenlielloment d'un cylindre de fonlej t(Me de 2 à li mètres de liauteur, dont i'intérieiiresl garni en s frnctaire on en brifjncs. La Ibiitc et le comLustible, qui est ord

ment du coke, sont introduits à ta partie snptjrieure; dest lancent dans la masse un courant d'air actif qui élève la tempi nt liquéfie le métal. Quand le moment de la coulée est venu, on~ï on tampon d'argile qui bcucliait-rorifiec C situé à la partie inférieure lin ciiLIlol ; In fonte s'échappe' liquide, incandescente, et on la r

FORGEAGE. 145

dans des poches de tdie garnies à leur intérieur d'une couche d'argile (fig. 101). Souvent ces poches sont très-lourdes et on les suspend à des grues qui les portent au-dessus des moules dans lesquels la coulée doit être faite.

La coulée exige des précautions dans le détail desquelles nous n'entrerons pas. Nous dirons seulement que la grîinde préoccupation du fondeur doit toujours être de ménager une issue facile aux gaz qui se dégagent du moule au moment où Ton y introduit le métal chaud. On cqmprend en effet que Tair qui se trouve enfermé dans le sable se dilate beaucoup, et, si on ne lui a pas ménage des issues, il crève et fissure le moule. Le poussier de charbon mélange au sable a pour but de faciliter le dégagement des gaz; il divise le salile et crée, en brûlant, des vides qui deviennent autant d'issues ouvertes aux gaz. Le mouleur fait aussi dans le moule des trous qui sont de véritables cheminées d'échappement; c'est dans le môme but que les lanternes des pièces à noyaux sont percées de trous. (Voyez fig. 102 l'intérieur d'une fonderie.)

Nous ajouterons que lorsqu'on veut olitenir des objets à surface très-dure, comme des cylindres de laminoir, on coule la fonte dans des moules de métal qui produisent une espèce de trempe superficielle; c'est ce qu'on appelle couler en coquilles.

Lorsque la fonte sort du moule, elle présente quelques irrognlarités, des bavures qu'il faut enlever au burin ; ce travail se fait à la main et s'appelle ébarbage; on lui donne le nom de ciselage quand il s'applique à des fontes artistiques qui doivent avoir plus de fini.

Le moulage des pièces de cuivre ou de bronze peut s'exécuter par les mêmes procédés que celui des objets en fonte, mais on emploie plus généralement le moulage en sable d'étuve qui donne des résulats meilleurs sous le rapport de la netteté. Le cuivre et le bronze sont fondus dans des creusets en terre réfractaire ou en plombagine.

La fonderie de zinc commence à prendre en France des développements considérables pour la fabrication des faux bronzes. Cette industrie, que nous décrirons plus loin, a fait de remarquables progrès depuis qu'elle emploie les moules en bronze.

FORGKAGE

La fabrication des pièces de forge est basée sur la propriété précieuse que possède le fer de se ramollir avant de se fondre et de pouvoir alors se souder à lui-même. Après le soudage il passe, par degrés,

f« INDUSTRIES PBÉPABATOIRES.

(le l'c-tat pftteiix jusqu'à la consistance la plus nerveuse et la plus tcnncf. Sous ces différents étals, l'action du marteau, combinée avec des réchauffages réitérés, permet de le travailler et de l'amener, par des trnnsrormations successives, à la forme et aus dimensionsquc doit .'ivdir l'objet que l'on veut fabriquer, mais- cette combinaison du réchauffage et du forgeage exige, de la part de l'ouvrier, de rinlelligniicfî. du coup d'œi! et de la sûreté de main. Aussi les forgerons ontils en général un salaire élevé.

Il cDiivieut de distinguer deux espèces de forgeage : \e forgeageà la main et le forgeaLie mécanique.

Lf! premier s'exécute au moyen d'une forge ordinaire ou forge de maréchal, qui se compose essenliellcment : 1° de Vâtreoa partie de la forge sur laquelle on place le coidbusliblo et la pièce à chauffer ; 2° du contre-cœur ou paroi perpendiculaire à l'àlre; S' d'une tuyère qui lanc* dans le charbon un courant d'air destiné à aciiver la combustion et à élever la température. Dans les petites forges, le courantd'air est lancé par un îoufnet que fait fonctionner l'aide du forgeron jmais dans tous ki l'Inblissemculs de quelque importance, on emploie des machines souFflanUs d'une puissance plus grande. Li tuyère doit être disposée de manière que le fer placé ou milieu du charbon ne reçoive le courant d'air que lorsqu'il a traversé la niasse de combustible.

Onand le for est arrivé à la tempérslure ou à la chaude voulue, on le saisit au ninven do pinces et de tenailles, de formes et de grandeurs diverses, et on le porte sur renclunie. Cet appareil, que fout le monde connaît, ost on fonte ou mieux en fer for^é ; il se compose d'une table ^lig, lOSi ou partie plane, et do deux bigornes ou portions pyramidales ado-sùv par leur base à la table; l'enclurae repose sur un bloc do bois on partie noyé dans le sol ot destiné à amortir les vibrationset los olnvs. U> for n'iourué sur lonclume, à l'aide des pinces qui sor\oi\l à lo II nir, ioi;oit looboc des marteaux manœuvres soit p:irlc forgeron, snil [wr sos aides.

I .A lonqvral uiv à tannello on port-? la pièce dépend du travail qu'on \ouI lui fairi' subir. .\ la ohaudo dn blimc $oudanl ou chaude suantt, qui oorro>iiond ,=i une tompr-rature do tAOO à ifiOO dcprés, le fer peut t^ln- Miudi' cl 0 vr,'\o. Nous avons déjà dit que le corroyage, qui consi>lo h >oui!or l'iiisii urs barros onsoniMo, améliore la qualité du iiw-

FORGEAGE. 147

lai en lui donnant du nerf cl de Thomogénéité. A la chaude rouge Manc ou chaude grasse (1300 degrés environ), le fer peut être étiré, façonné, modifié dans ses formes ou ses dimensions. A la chaude rouge cerise {900 à 1000*), on corrige les défauts de la pièce obtenue à la chaude rouge blanc et on la pare en arrosant légèrement sa surface pendant qu'on la bat. Lorsque la pièce est finie, on la soumet à la chaude rouge brun^ qui correspond à 700 degrés, température la plus basse à laquelle il convient de forger le fer; cette dernière chauffe, désignée sous le nom de recuit^ a pour but d'enlever au métal l'aigreur qu'il a contractée à la fin de l'opération lorsqu'on a continué à le marteler pendant que sa température commençait à n'être plus assez «levée; elle dilate le métal et permet aux molécules de reprendre leur état primitif.

Pour la manœuvre des pièces lourdes, de l'âtre à l'enclnme et réciproquement, chaque forge dispose d'une machine appelée grue qui effectue facilement le transport.

Le forgeage à la main s'applique avec avantage et facilité aux pièces dont le poids ne dépasse pas 130 kilogrammes; au delà de cette limite, le fer ne peut être forgé dans de bonnes conditions que mécaniquement.

L'application de la vapeur à la traction sur les chemins de fer, à la navigation fluviale ou maritim-C, a rendu nécessaire la création d'appareils mécaniques puissants pour le soudage, le forgeage et le corroyage du fer, qui a dû remplacer la fonte dans la construction des pièces soumises à des chocs fréquents et à des vibrations auxquelles elles ne sauraient résister sans se rompre. La texture fibreuse, le nerf du fer, le rendent plus apte à ces applications, parce que sous un volume moindre il présente une élasticité et une résistance supérieures à celles de la fonte.

Pendant longtemps on ne crut pas pouvoir dépasser dans le forgeage du fer le poids de 200 à 300 kilogrammes ; encore môme étaiton réduit à multiplier les réchauCTages et à souder sur une pièce centrale appcléii âme des pièces auxquelles on donnait le nom de fuises. Delà résultaient des imperfections nombreuses, des soudures vicieuses, l'absence d'homogénéité, une main-d'œuvre et des déchets considérables. Dans ces dernières années l'industrie de la forge a fait de remarquables progrès et l'on arrive à forger des arbres coudés du poids de 30 à 40 000 kilogrammes. A l'exposition universelle de 1867, la France offrait sous ce rapport les spécimens les plus intéressants.

Nous citerons comme tenant le premier rang dans cette partie de

;élé Pétin, 1

U8 ISDIISTIUES P11ÉI'A(\.\T0I[IES.

notre industrie nationale les ctablisscmenU de la société Pétio, Gaudet et C, situés h. Rive-de-Gier et à Saint-Cbnmond; de MM. Marrel frères, à Rivo-de-Gier, qui, en 1867, ont exposé un arbre à trois coudes, du poids de SO ISO kilogrammes, destiné à la frégate cuirassée /c Suf/ren; de MM. Russerry etLacomle à Rive-de-Gier; le grand établissement du Crc'uzot, dirigé par M. Schneider. '

Le forgeagc mécanique exige l'emploi de fours à réverbère dans lesquels on chaulTc le fer, d'appareils puissants de percussion, comme

Fie. 101. — Forgoage mécanique.

les marleaux-pilons, de grues qui servent h transporter les pièces du four à l'outil de percussion et réiîiproquement.

En général, les fours sont chauffés au charbon, mais remploi des fours Siemens, qui le sont par la combustion des gaz provenant delà distillation de la houille, tend à se généraliser. Nous les avons vus fonctionner avec avantage dans plusieurs usines. Le chaulTiige d'une pièce carrée de âO centimètres de côté qui, à la houille, demandait sii heures pourla première chauffe, se fait dans ces fours en deux heures; les autres chauffes durent une demi-heure au lieu de trois heures.

Dans la composition des paquets pour le forgeage des grosses pièces, on emploie exclusivement le fer brut, r.' est-à-dire cinglé, dégrossi et réchauffé sans être corroyé ; on obtient ainsi une soudure plus parfaite

FORGEAGE. U9

et plus homogène. La masse de fer destinée à la fabrication de la pièce est suspendue à une grue, puis introduite dans le four; lorsqu'elle est arrivée à la température voulue, la grue la rapporte sous le marteaupilon qui la forge pendant que, sur les ordres du maître forgeron, la pièce est retournée en sens convenable pour présenter ses différentes parties à l'action du marteau. Cette manœuvre se fait à Taidc de leviers que Ton place dans des trous pratiqués à la surface d'une espèce d'anneau qui embrasse Textrémilé de la masse métallique (fig. 104). Les pièces de forme un peu compliquée se font par étampage. Pour cela renclume du marteau-pilon reçoit une matrice dans laquelle est représentée en creux la forme que doit avoir l'une des moitiés, en épaisseur^ de la pièce; le marteau est lui-môme armé sur sa face inférieure d'une autre matrice où se trouve aussi représentée la forme (le l'antre moitié. Le fer ramolli est apporté sur renclume, et les coups répétés du marteau le forcent à épouser les détails du double moule, dont les deux parties ne sont séparées, au moment du choc, que par la masse métallique qui est obligée de se modeler sur elles.

C'est ainsi qu'on opère pour les roues de wagons; elles sont souvent en fer forgé et se font en quatre pièces. Une masse de fer sortant du four est traînée vers le marteau-pilon: renclume offre une caAité qui représente la forme et la moitié de l'épaisseur d'un quart de roue ; le marteau est aussi muni d'une matrice semblable, de telle sorte que, lorsque les deux matrices sont superposées, elles laissent une cavité représentant le quart de la roue à fabriquer. On comprend alors que, si Ton place sur l'enclume le morceau de fer chauffé à une température suffisamment élevée, le marteau en s'abattantsurlui le comprime dans la double matrice et le force à en prendre la forme. Lorsqu'il manque du fer en certains points, on y place des morceaux, on reporte au four et, après le ramollissement, on les soude par un nouveau forgeage. Quand les quatre parties delà roue sont faites, on les assemble dans un cercle, on réchauffe le tout et l'on soude à la forge.