I. — Le forgeage au marteaurpUon

A. — Quelques mois (Chistorique. — Rappelons d'abord qu'on <listiiij^ue dansuii marteau-pilon :

Tne masse pesante, le marteau^ tombant sur une autre masse Yenchaney sur laquelle se pose la pièce à forger. L'enclume est maintenue dans une autre pièce de fondation appelée la chiibolley et le marteau est t»^uidè par les monlanls réunis à la fois par un ^/itoft/^w^;// supérieur qui supporte le cylindre à vapeur, et par les enlreloises inférieures, placées au sommet de l'ouverture arquée formée par \cs jambages.

Le premier marteau-pilon fut construit au Creusot sur les données rie Bourdon, vers la fin de 1840: la masse frappante pesait 2500 kilo&r. et tombait d'une hauteur de 2 mètres. Cette invention fui un événement industriel considérable; on put désormais forjs^er les grosses pièces entrant dans la construction des machines de marine, du matériel des chemins de fer, etc

I^a masse frappante du pilon primitif, bientôt transformée, fut portée à 3000 kiloa;". : mais l'expérience ne larda pas à montrer à Bourdon tout le parti qu'il pouvait tirer de son invention et il établit aussi d(»s pilons de plus petit modèle avec des masses frappantes de ^800, tnOOel lOOOkiloçr.

En France, tous les marteaux-pilons de quelque importance servant au for^^eag-e des pièces mécaniques d'assez fort tonnage sont, en général, à simple effet. Les marteaux-pilons à double effet, automoteurs nu non, les marteaux-pilons à ressorts, ù air comprimé, etc... réalisent une rapidité de mouvement nécessaire surtout pour le forgeage de petites pièces ou de poids moyen qu'on peut amener du premier coup à la forme

<léfinilive.

Nous ne nous attarderons pas à parler des diverses transformations subies parce remarquable appareil dont on rencontre dans les usines les types l(*s plus variés : nous nous contenterons d'une rapide nomenclature qui donnera une idée de son importance.

En ^8()0, le Creusot construisait pour les forges de la Marine à Gurrif/nj/ (Nièvre) un marteau-pilon de 20 tonnes.

En 1873, à l'Exposition de Vienne, on remarquait les dessins d'un marteau de îJO tonnes destiné à la fonderie de canons de Perm (Russie).

En 1878, à l'Exposition de Paris, le Creusot montrait un modèle en

ilu

TllATAa

I de 80 l

lis:

U)iuics en cous In ifl lu II iIhijs si's att-hei's.

<-.(' |)ilun, conslruit depuis lors, subit bienlât une Iraiis formation |iorlanl de SO à 100 tonnes le poids de sa masse frappante.

En 1879, les aciéries de Sainl-Chamond (Loire) ont construit un pilon de WO tonnes porté aujourd'hui à 100 tonnes et (iestiiié comme relui du Crcitsol à forcer les rfos canons, les plaques de blindasse, |iièccs de construction pour la marine, etc..

Kn I8H5, la société Cockerill, à Semmj (Beigiquej, conslruisail, pour les aciéries de Teml (Italie), un pilon de 100 tonnes.

Enfin en 1886, MM. Marvel frères, à Rive-de-Gier (Loire), entreprenaient la construction de deux gros pilons, l'un de SO tonnes, l'autre de 100 tonnes, en marche aujourd'hui.

Entre les types extrêmes de marteaux de deux tonnes elde 100 tonnes nent se ranger un très grand nombre d'autres modèles parmi les- .quels ceux de 23, 30 el '10 tonnes suul utilisés par les forges les plus Importantes.

lï. — Le réckauffaije des lingots. — Le réchauffage précède, on général, les opérations inécanJiiues. Le plus souvent, les lingots après h- ■.démoulage sont déposés sur le sol de l'usine oi'i on les laisse se re- ■froidir.

\ Il ne faudrait pas songera les livrer aux appareils de transformation mécanique dès leur sortie de la lingotière ; la chaleur y étant répartie liiutàfailinégalement, le métal des couches internes encore trop pâteux ne pourrait supporter sans danger le travail du marteau, il se séparerait du métal relativement résistant des couches périphériques en s'écouliinl dans la direction de l'axe. C'est donc en partant d'un lingot refroidi il la température ambiante que rommence d'ordinaire le travail. On a cependant essayé de récupérer la chaleur qui, par le refroitiissenient des lingots à l'air libre, s'y dissipe en pure perte ; de là, la créalion de fosses ou fours spéciaux recevantles lingots dès le démoulage. Dans ces fosses uu puits, dont il sera dit quelques mots plus loin, la chaleur se répartit uniformément dans toute la masse du lingot ; ou peut alors sans danger pour l'acier le soumettre au choc du marteau. Il reste entendu, par suite, que le lingot destiné au travail est placé loid dans le four à réchauffer.

- Types divers de fours à réchauffer. — Les fours à réchauffer nployés pour le réchaufTage des lingots sont des fours avec (oijcru à

15i MBTÀLLURGIE DU FEU

grille ou des fours à ga:^. Nous ne donnerons à ce sujet que quelques indications d'un ordre général.

Il ne nous appartient pas de discuter ici les conditions multiples auxquelles doivent satisfaire les différents systèmes de fours.

Cette étude fort complexe ressortit à la métallurgie générale; nous nous contenterons d'indiquer les principaux types de fours à réchauffer ([ii'on rencontre en sidérurgie.

Le réchauffage des lingots se fait presque toujours dans un fuurà réverbère avec foyer à grille facile à conduire, mais où la chaleur est assez mal utilisée comme il arrive pour le fer et pour Tacier qui exigent une très haute température. Malgré ses inconvénients théoriques, la facilité de son entretien et la possibilité d'utiliser ses flammes perdues pour le réchauffage des chaudières font qu'on préfère souvent ce four aux fours à gaz (SianenSy BicheroH^j etc.) qui demandent des réparations fréquentes, un personnel exercé à une manœuvre assez complexe, etc. Ces derniers avec gazogènes à vent soufflé, à tirage naturel ou à cuve, présentent toutefois le double avantage de permettre l'emploi de combustibles de qualité inférieure au contact ou au voisinage des([uels on ne pourrait pas chaufter le métal à forger et de donner une atmosphère moins oxydante que le foyer à grille, ce qui entrahie un moindre déchet du métal.

Le four avec foyer à grille se rapproche du four a réverbère plusieurs fois décrit.

Dans les fours à grille à plusieurs posteSj il y a à la fois plusieurs lingots pour lescjuels le chauffage est, à un moment donné, à des degrés <livers d'avancement. Chaque lingot est placé d'abord près du rampant, puis on le fait avancer vers Fautel, par intervalles, à mesure (jue les précédents lui font place.

On réalise ainsi une sorte de chaufl\ige méthodique. Comme la température ne doit plus être uniforme sur toute la surface de la sole, sa longueur n'est plus limitée: elle peut atteindre 15 mètres et parfois on Taugmente encore en faisant passer les flammes sur une seconde sole superposée à la première. Ces fours utilisent bien mieux la chaleur que les autres. En augmentant la longueur du four et le parcours du chargement, on permettra aux gaz de se mieux refroidir et on économisera le combustible, mais on accroîtra les frais de main-d'œuvre et de premier établissement. Il y aura donc une limite que Texpérience indiquera.

Les fours du type W, Ctiisholm sont à plusieurs portes et à plu-

\ tieiti'i fiiiiiis l t snli inlrrromput, [idi de pf lils fn^i rs a «iilli snpjili'- I mrntairc!!* \ niviron tl iiielres de loti^iieiir Oti \ ihar^f ju-^qu'à [ trt-DU' liiii^ols à la fois par les. iiombieuscs porlcs latcralis el on n'y

['Coiisuiiiiiif, d'après M. Tunner, (jue 21U kilogrammes de lioiiltle pour f 101)0 kilo^r. dii lin^ols, tout en utilisant encore les ilammes perdues à la ]>roduetion de la vapeur (Louis Knah).

Rappelons l'utilisation du pétrole et du t^az naturel comme condjiistibles lie fours à récImuflVr (Pittsliurç, llussie, etc..)

Les fours Siemens, plus ou moins perfec lionnes, sont plutoi en

Fig. 1011, — Soakine pit Hninswortli.

I df^faveur actuellement pour le rc-chaulTaçe des lingots, on en trouve I encore cependant eu çrand nombre dans les anciennes usines.

Nous signalerinis le dispositif Hainsworth qu'on rencontre en Amé- [ riqui- <tlt(. 1U!I el 110).

M^ALLtihOlE DU fER

Ce fuur, appelé souvent soakitig pil llahisworth, et qui n'est qu'un Sifinens modifié, préiîciite sur le type ordinaire des fours à gaz l'avantage di- récliaufTcr les linç^ots en les posant sur la sole par leur plus petite face.

La position verticale donnée aux lint^ols dans tes futirs à rérhanITcr

Coupe suiimnt od

Fig. 110.

et sur les wai;uiinets pré^^ente des avantages, non seulement au point <le vue de la manœuvre, mais aussi an point de vue de la propreté des lii)^:<)ls et de la séparation des soufflures et de la retassure vers le sommet. On peut faire fonclioniier le four Hainsworlk comme un véritattle éi;alisaleur de la chaleur en lemplissanl de gaz les C4?llules du four cl termnnl les valves à air.

Une pince maaœuvréc liydraidiquemeul et portée par une grue ordinaire siiHil jioiir manœuvrer le iin^ol; la manœuvre est bien plus complifpiée avec les fours Siemens du type normal. Les appareils de cliarçemeiil el rie déchargement consistent i^énéralement, dans ce cas, en chariots à vapeur portant une pinc^ qui vient s'introduire dans le fonr et saisir le lingot, ces manœuvres étant effectuées par l'action de l'eau sous pression, action produite par dos pompes sur le cliariol

Ces fours à cellules verticales rei;oivenl les lingots dès leur démoulage, c'esl-à-dirc encore très rouges à leur superficie et très chauds dans leur intérieur.

thatail ds t'ACiBn 157

(^^►uaiid ils sonl trop éloii^iiés de l'aci^rit", on v Iransjjortc les liiiyols dans <\es wagonnets fermés el (^arnis iiilérieui'einenl de hritiiieK réfratv I ulresdaiis lesquels ils sonl encastras verticalcraenl.

e four Blcheroux esl un Ivpe de four à réchaiiifer au j^ii/- d'uni' lor^nisatioH fort simple. Ou y chauffe l'air en le faisant circuler sous sole ; ee i|ui est fort avantas^eux, comme on sait. II esl acquis, en

V'g. m. — Four <le rOchaulTftgc aveu géiii;i'ateur Biclieruui. 'i jjuugi^no. — .?, soli'. — C, gaine de circulalinn d'air.

efTel. que, dans Iks fours à réverbère ordinaires, la chaleur perdue par les parois peut atteindre el dépasser 30 0/U de la chaleur totale produite par le combustible.

(.rfimme le rayonnement esl proportionnel à la surface libre, le tiers au moins doit se perdre parla sole; on peut donc eu retrouver environ lît i\ 211 en chauffant l'air par ce |irocédé.

Le mode de construction est très simple: le ^azu^cnc est accolé au four el fournit directement le gaz combustible, l'air nécessaire à lu combustion passe par une série de carneaux placés sous la sole et vient sortir par le ponl.

Bu 1882, un ingénieur anglais, M. John Gjers, communiqua à \'Iron and êleel Instilule l'idée ingénieuse ([u'il avait eu d'introduire les lingots, en attendant que les appareils de transformation puissent les recevoir, dans de petils puits ou fosses rectangulaires (Soakini; pils) servant d'égalisa leurs presque absolus de chaleur.

Nous avons dit plus haut que le. lingot démoulé renferme plus di' chaleur que n'en exigent le martelage ou le laminage ; c'est celle chaleur qu'il s'agit de n'partir uniformi^nieut dans le linKot.

l^ne fosse ou pit peut à peu prés contenir les linirots fournis pour

158 AlKTALLL'R<iIB DU FISR

une coulée ; ces fours ou pits sont disposés daus un massif en ma(;onnerie réfraclaire qui se trouve dans le sol de la halle; leur section est un peu plus i^rande que celle du gros bout des ling^ots, leur hauteur un peu supérieure à la lonv^ueur des plus gros lingots qu'on coule d'ordinaire; on recouvre chacun d'eux d'un couvercle à fleur de sol et après l'avoir bien desséché et chauffé au rouget le pit est jjrét à entrer en service.

Les lini^ots rapidement démoulés sont introduits dans le pit recouvert aussitôt, la chaleur s'y répartit uniformément et comme très peu <le chaleur peut se perdre, puisque la masse d'acier est entourée de tiMites parts d'une ma(;onnerie aussi chaude que le lingot, la tenq^érature de la surface s'élève beaucoup. Au bout de vingt à trente mimites, le lingot est retiré et porté au pilon ou au laminoir. La chaleur <pie les lin<cots cè<lent à la maçonnerie a pour effet de la maintenir toujours à la même température que les lin^^ots les plus chauds; quand donc on introduit un ling(»t un peu froid, les parois réfractaires, lui cédant la chaleur qui lui manque, agissent ainsi comme des accumulateurs cpn', selon les circonstances, emmaii^asinent ou abandonnent de la chaleur.

Pendant le séjour des lin'.^ots, les pils se remplissent de gaz qui s'enflamment quand on enlève le couvercle. L'analyse montre que ces i^az se composent d'H, d'A:- et de CO ; donc, dans cette atmosphère, il n y a pas perle par oxydation comme dans les fours à réchauffer.

Il inqiorte toutefois d'ajouter rpie les pils ne sont vraiment [>rati- <]ucs (|ue dans les installations considérables pour fabrications à grand écoulement et plutôt communes (rails, aciers de construction, etc..) et dans lesquelles les liniçots n'ont pour ainsi dire pas à séjourner dans l'aciérie, passant de suite de la lingotière au pit, puis à l'appareil de transformation.

2" — Vrécaulions à prendre dans la conduite du réchauffage. — Ouel (pie soit le mode de chauffage du four à réchauffer, si le lingot est froid, il faut avoir la précaution, pour éviter les iapnres^ de le chauffer très lentement de à 400" environ : on peut ensuite sans danijfer élever rapidement la température du four.

Si l'on se sert d'un four à gaz, il convient d'opérer comme il suit : avant d'v introduire le liui^ot, refroidir le four en ouvrant toutes les ouvertures, placer la pièce dans le four froid, faire arriver les courants de gaz et d'air. Connue les empila'j;^es sont encore chauds, la combustion se produit ; au bout d'un moment, fermer la porte du four.

TRAVAIL 02 l'acier 159

(Juaiid ou a affaire à de 1res gros liiij^ots, pour plus de sécuriléoii ne les laisse pas se refroidir au-dessous de 300<*, et pour cela, dès qu'ils sont sortis de la linçolière, ou les maiulieut à celle tenipéralure à Taide d*uii feu de bois jusqu'au moment où ou pourra les mettre au four.

Il est acquis, cl nous reviendrons sur ce point ultérieurement, que vers 300*» l'acier possède un maximum de fragilité, fragilité résultant unicpiiMuent <Ie la forte réduction qiCéprouve la ductilité à cette température. Si on introduit un lingot d'acier froid dans un four à 600", l'écart <le 000' entre les couches internes et externes de ce lingot produira des tapures. Si, au contraire, on chauffe lentement à cœur ce hloc à 400" et qu'on l'introduise dans un fcmr à 1000", le même écart <le GOO" entre ses couches extérieures et intérieures n'amènera aucun accident. L'é([uilihre de température s'établira dans toute la masse sans (pie les tensions produites aient amené la rupture des couches internes.

Il ne semble pas que cette zone de fragilité soit fonction de la teneur des aciers eu carbone ou autres corps actifs ; cependant, pour les fers ou aciers obtenus par voie de puddiage il n'en serait pas ainsi. H est rationnel d'attribuer à la scorie qui reste toujours interposée entre les mises le rôle d'un ciment très efficace reliant entre elles très rigidement les molécules du métal.

On surveille la marche du chauffage par des carneaux, c'est-à-dire par des ouvertures pratiquées dans les parois du four et fermées simplement à l'aide d'une bri([ue qu'on peut retirer à volonté. La température à latiuelle on veut opérer la transformation mécanicpie à chaud {forffenrfc ou laminage) est déterminée, soit à l'œil en s'aidant des couleurs lumineuses du tableau de Pouilletj soit à l'aide des appareils />//rométriques dont nous avons donné la description et l'usage dans nos préliminaires.

D'une manière générale, c'est à la température du rouge cerise plus ou moins clair que s'effectue le forgeage <le l'acier et ordinairement au rouge cerise très clair si les aciers traités ne craignent pas le feu. Nous verrons plus tard comment varie cette température selon la composition chimi({ue des aciers.

C. — Quelques exemples de travail au pilon, — Nous donnons cidessous quelques cas de forgeage au pilon se présentant couramment

'b/M U^ tiMrtfr^ : r*-.**!* tt^/*i* ï^jnÈ-^r^jn^ 4n rrstirâ qudques indirations

L — F'/roe*%{H di% fUèit* L^/myë^ê, — C'e>i k cas dtrs canons ^ arbres //<e tr*in»muAiffn, p'u^^ iicur i^iur ',iàUllajt oa pour tout autre usaji^e i\^,\Hi\\ ^fivjit^ tXrt débct«^ tu (P>Droa> 'pii subi^isent à leur tour un tm^dil d^ tran.^foriiUitîon. ^tr...

ly forreaif^ pr'jpnmtnx dit compreo*] deux opératîous distinctes : /|; /> mnrUlaac on **Ura(fe pen^Jant lequel se produit la diminution

finale.

Fii'. Ili tl 113. — Htiragts £*. <;n.rltjrii\ — A. Vtus'A. — S, >ection iniUaJc. — *, section

de s<!Ction et [lar suite réliraire du liiis^ot ; la densité ne clianv^eant pas à cette température de travail, rumnie on le verra.

Le rnarlelaire s'effectue sur ^/ir/wm^ et panne plates de peu de lanceur,

Fi^. 114 ai II.-». — Etaïupagc.

A", •'•laiiip*>. — L, iiiigol.

de façon cpie le travail du niarleau soit réparti sur une petite surface et produise une grande déf(»rinalion dans la pièce qui le subit.

Le lintçot est à section carrée ou polygonale; si elle est carrée, on

snric que !a scrlion. i\ lu

rniVAII, BR t'ACIRfl 161

termini" !(• marlflatre en abattant les arAlps de fin (le Topération, soit ocloçonale.

Dans rcrtaines usines on se sert d'enrluines et ni^me de pannes en forme (le V; on peut alors forcer rond iinmi'dialement. Si le lingot est à section cirnilaire, il est clair ipie le l'orçeatte rond s'impose d^s le df^hut.

h) L'elampage est la phase finale du fort/eage (\w MiceMe i\ celle des ijrandes dt^ forma lions. On se propose uniquement de donner ft la piiVe marteli'e une forme plus (f«^omi*lrique en ré^^ularisaiil sa section. Pendant cette opération, les déformations n'étant «u^re que superficielles, on n'a pas besoin de chauffer la pièce à température aussi élevée que dans le cas précédent, on s'en tient au roune cerise naissitnt

Fig. ild. — Forgpflgc

Pi même nu roiiiie sond>re avancé. I,'<'lampa'j;e s'.dilient a^ec enclume • et panne qui sont, selon le cas, cylindriques ou tronconiqurs. ou à section déterminée, et à assez grande largeur; l'enclume et la panne ainsi

nérALUniGIB DU PCK

choisies pour donner à la pièce brute de force une section rés^uli^re prennent le nom d'élampes.

C) Des chaudes. — Le forçeai^e devant s'effectuer à haute température et le lingot exposé à l'air pendant cette opération se refroidissant assez rapidement, extérieurement du moins, on ne chauffe que la partie du linçot qu*on a le temps de fonder avant que rabaissement de température force à un réchauffante. On conçoit donc que le fori^ea^j^e exitce plusieurs chaudes.

On ap|>elle chaude^ l'ensemble des opérations qui consistent k [>orter la pièce à la température nécessaire au travail, à la manœuvrer, à la forî^er jusqu'à ce que sa température soit trop basse pour c[ue le travail s'effectue dans de Ixmnes conditions.

La durée des chaudes n'a rien d*absolu, leur nombre varie avec le poids du linii^ot, le poids et la hauteur de chute du pilon et aussi avec les habitudes de chaque usine. Quand la température de la pièce soumise au martelage s'abaisse aux environs du rouçe sombre avancé, on interrompt l'opération et on reporte la pièce au four à réchauffer.

Pour Yéiampaye il n'en est plus de même, car on y modifie peu la forme (générale des pièces; aussi peut-on le continuer jusqu'à ce que la température se soit abaissée au rouçe sombre. Ce fortjeaçe à basse température permet rie durcir, iïécrouir, comme on dit, la surface de la pièce foru^ée cl de la rendre plus propre et plus nette. On a soin

du reste, pour obtenir ce résultat d'une façon encore plus complète, de projeter de Teau sur la partie de la pièce où va frapper le pilon : cette eau en s;^ décomposant brusquement, nettoie la surface et fait tomber la pellicule d'oxy<les qui, sans cette précaution, y resteraient attachés. C'est le maître fort^cron (jui, en s'abrilant derrière les j a m baumes du pilon, projette cette eau à Taide d'une cuillère.

d) InslaUalion d^un pilou, — L'installation d'ensemble pour le fort^eai^e (h*s ^^rosses pièces comprend le pilon P entouré de fours à sjaz

Kig. 117.

IDA V AIL DE l'AOEH 1 6.1

OU A !ïrillt> F H desservi par des i;ru<>s (î «|iii pennollenl <lr (ransivnrlrr 1» [)itVe tiii four ati pilon p( n>ciproqiieinont. Lrs ?nies doivent ptTint'I- Irc (1« «léplacer la pièce d'une manière quelconque dans l'espace, soit jK)ur la Iraitsporler, soil pour présenter l'un quelconque de ses points Il la panne du pilon.

1^1 pi<>ce esl supportée A cet effet par une forte chaîne suspendue i\ In i;rii(>, elle est K<iidée dans ses mouvements [>ar une équipe d'Iiomim^s attelés A une Ionique barre de manauvre en fer, armée de leviers transversaux.

Cette barre de manœuvre /> est liée|»ar des fret tes git rextréinitépn'alablenieiit étirée i/ du lingot corrrespondant A la masselolle et A lnr|ue[le ou donne le nom de queue de yrïffmje.

Dans certaines usines, ou simplitîe la manœuvre des pièces en les soutenant sur la plate-forme supérieure d'un clinriot qui peut leur donner, au moyen de (ransniissioiis livdrauliques, tous les mouvemeuls désirables; ou fait ainsi une notable économie demain-d'ieiivre, cav la pièce étant toujours en équilibre sur le cliariot pendant ses mouveluents, il suffît d'une équipe de tpiatre A rini[ hommes à l'exlréniité de la barre <le manœuvre, tandis (|u'il en faut souvent <prin/e à Ireiile |ors<pi'un tçros lingot est porté par une crue.

e) — Vrécattlions diverses à premlrc. — Enfin dans ie rours du pilonnage, on aura dit exécuter les diverses chutes du bas et 4lu haut, buriner A chaud les criques qui auront apparu A l'aide de Inmches ou de gouges A chaud, etc..

Il y a une précaution que nous ne pouvons passer sous silence, c'est

celle qui consiste à réchauiïer par un lé^er feu de coke ou de charl enflammé» les queues de ffriffai^e servant à la manœuvre pour é< que les vibrations qu'elles éprouvent n'amènent leur rupture, S'i

vrai que vers 300" l'acier devient fraifile, il est acquis que' vers tOi fragUilé de l'acier disparaît. Et puisque nous avons occasion de pj incidemment de la fraj^ililé de l'acier à diverses températures, i complétons ce qiû précède en disant que si l'acier, au lien d'être mis à des etlorts lents, esl soumis à des etTorIs rapides, à des ci

TRAVAIL DE 1. ACIBn

par exemple, la température de fragilité sVIive et de 300 à 'M'tO" jm'uI arri*'er jusqu'à 500*.

Voilà déjà un premier motif pour fi.ver au moins A liOO° la lenipéralure de travail de l'acier au pilon: dans le travail à la pn'sse, il esl

FiK< 120. — Grilo i> vapeur <li> ICO tonnes pour le moricaii iIp 100 l<

rationnel de supposer, vu la lenteur de l'elForl, qu'on peut sans d»nt;er continuer à travailler un peu au-dessus de cette lt'in[)érulure nir, à partir de 430 à 500°, les essais mécaniques divers, dont nous [trierons plus tard, indiquent déjà une ductilité considérable.

Il 11

1G6 uâTALLUROIB DU PBH

II. — Forgeaye sur mandrin pour pièces forées. — Le fore^ra^^e «les pièces longues, ci-dessus décrit, a été critiqué; on a dit, avec raison, que, puisque le ror^eaiçe avait non seulement pour but de façonner le ]in;;ol, maïs encore d'améliorer le métal, cette amélioration ne pouvait être suffisamment efficace dans les régions axiales des pièces. C<^lle remarque visait surtout les pièces destinées à résister à de grands efforts : tubes de canons, frettes, réservoirs à air comprimé, arbres creux, eLc... A cela on a répondu que l'inconvénient était moins jErrave qu'il ne paraissait de prime abord, puisque le mêlai central médiocrement forifé disparaissait au forag'e. Il n'en était pas moins avéré que le métal de la surface intérieure des pièces forées ne pouvait être, en tous points, comparable & celui de leur surface extérieure.

De là, l'idée du fortjeage sur mandrin d'une pratique courante au< Jourd'hui dans toutes les usines.

Un lingot est coulé ii la façon ordinaire, généralement dégrossi au pilon, c'est-à-dire soumis à un léger corroyage tuî donnant une section (joh-gonale à angles arrondis ou circulaire, puis affranchi de ses chutes à ses deux extrémités. Soumis à un réchauffage au rouge cerise clair, ce lingot est poinçonné par le passage d'un certain nombre de poinçons en acier placés les uns au-dessus des autres suivant son axe ; le trou pratiqué pouvant ensuite être régularisé ou agrandi par le passage de poinçons de plus fort diamètre.

Souvent on préfère ne jMis soumettre le lingot brut de démoulage à un travail de dégrossissage au pilon par foi^eage ordinaire; on burine d'abord, comme de coulunie, la surface extérieure du lingot pour faire disparaître toute trace de criques, puis on IVnvcu'e aux ateliers d'ajustage où l'on pratique à fniid les diverses chutes A l'aide d'une mortaiseuse, puis le trou central i\ l'aide d'une machine à percer. Cela fait, le lingot est prêt pour le forgeage sur mandrin.

Il est difficile di- dire quelle est la ineilleuro façon de procéder au

TRAVAIL DE l'acier iG7

poinçonnante : théoriquement, c'est la première, car le travail à chaud est généralement plus économique que le travail à froid, mais une usine peut avoir ses pilons surchargés de besogne et ses machines-outils disponibles : tout dépendra des conditions du moment. Par le travail i\ froid on pourra juçer de la compacité du métal, de son homogénéité à la façon dont se détache le copeau, etc..

Quoi qu'il en soit, le lingot dégrossi ou non étant percé à un diamètre convenable, on le chauffe au rouge cerise clair, puis quand il est arrivé c\ la température de forgeage, on l'enfile sur un mandrin en fonte, en

Fig. 125.

L^ lingot. — iV, mandrin.

acier le plus souvent aujourd'hui, et on le porte au pilon entre deux étampes demi-circulaires. Sous le choc du pilon, le diamètre intérieur restant constant à cause du mandrin qui s'oppose à son rétrécissement, le métal des couches périphériques s'écoule vers l'axe, le tube diminuant de diamètre extérieur. La réaction du mandrin s'exerçant en même temps sur les couches internes, le pétrissage du métal peut être considéré comme parfait. Le mandrin légèrement conique s'enlève très aisément «^ la fin de la chaude; s'il y a difficulté, on le chasse par le choc de masses en fer ou encore à l'aide d'un appareil hydraulique. On procède alors à un nouveau réchauffage et ainsi de suite.

Certaines usines ont essayé, au lieu de partir d'un lingot, de fabriquer un cylindre creux obtenu par voie de moulage en sable; on a ainsi du premier coup un tube prêt, après réchauffage, à être forgé sur mandrin. Reste à savoir si les frais de confection du modèle et du moule n'équivalent pas aux frais de dégrossissage et du forage des méthodes précédentes. D'un autre côté, les aciers coulés sans soufflures, à moins qu'ils n'aient été obtenus exclusivement par l'aluminium, sont toujours plus ou moins siliceux et peuvent ne pas supporter, sans être criqut s, un travail de forge aussi énergique.

168 IIKTALLURGIR DU FER

Pour (les pièces sérielles, et d'assez grande longueur, un même linçot, soit brut de forjj^e, soit généralement après dégrossissage, peut être divisé à chaud ou à froid, en plusieurs tronçons, chaque tronçon

étant soumis au forgeage sur mandrin.

Quand la longueur est relativement faible par rapport au diamètre :

^''s- *23. bandages de roues de chemins de fer,

frettes de petits et de moyens calibres, on a recours, après poinçonnage, à un forgeage s'appliquant d'une fiiçon générale A toutes les pièces ayant la forme en anneau et qu'on appelle le bigornai^c.

III. — Forytafje des pièces en forme d'anneau. — Ces pièces peuvent être prises dans un lingot dégrossi et tronçonné, chaque tronçon devant fournir après forgeage une de ces pièces : c'est le cas des frettes.

Pour des fabrications exigeant moins de garanties, on peut couler un lingot pour chaque pièce : c'est le cas des bandages de roues de chemins de fer. Or, ce procédé est alors très pratique, car vu la masse assez faible d'acier relativement dur à couler pour avoir le méta| nécessaire pour un bandage, la retassure est presque négligeable: elle disparaîtra, du reste, complètement à l'opération du poinçonnage.

Que l'on ait un tronçon provenant d'un lingot déjà dégrossi ou un petit lingot spécial {bonbonne) destiné à fournir une pièce en fonne d'anneau, il faut réchauffer ce tronçon ou ce lingot spécial au rouge cerise clair et lui faire subir la série des opérations suivantes que nous énumérons rapidement sans tenir compte du nombre des chaudes variable Fig. 124.

avec les usines, les pilons em- ^, axe du lingot,

ployés, etc..

La première opération consiste A marteler le lingot de manière à réduire sa hauleur de moitié environ. On perce ensuite ce bloc à l'aide d'un poinçon fixé à la panne ou indépendant; pour faire tomber la débouchure, on retourne le disque et on replace le poinçon sur l'autre face. Le poinçon laissé en place reçoit le choc du pilon un certain

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nombre de fois, de façon à aj^randir le trou qu'il a pratiqué ; on a le soin de jeter en même temps, à la surface du métal, du fraisil ou du menu charbon qui empêche le poinçon d*adhérer au lingot. On peut continuer à agrandir le trou parle passage successif à chaud

B^ bloc iracier. — B\ bombonne. — D, disque.

E, enclume. — P«, poinçon.

— A, axe (lu lingot. — /^ panne. —

de poinçons de diamètres croissants avant de passer au bigoniage ; on procède ensuite à celte opération.

Le bigornage peut se faire sur un mandrin passé sans froUemenl à Fintérieur de Panneau et reposant par ses deux extrémités sur deux chevalets ou uniquement sur un tourillon porté par l'enclume, appelé bigorne : l'anneau est placé sur cette bigorne et le marteau frappe sur

Ch

Ch

/*. panne. — D, disque poinçonné. — M, mandrin, — Ch, chevalet. — Bi, bigorne - K, enclume.

sa face extérieure par une facette ayant Tinclinaison du tourillon de l'enclume.

UÉTALLURGIB t>U FRR

On Tait toiiriter l'anneau avec nn levier pour présenter lesditTérei poinl.s lie sa {iéri[)liérie A l'action du pilon. En terminant, on po l'anneau sur l'enclume et, A l'aide de quelques coups de pilon, on redresse, car il a pu se gauchir.

La riMidelle ou anneau an sortir de la bij^orne est généralement aba donn<'>e ati refroidissement ; on en profile pour enlever au burin I aspérid^s ou les iléfauts apparents sur la surface extérieure et pour vérifier le poids. Puis on procédera à son laminage dont nous dire plus tard quelques mots.

La fabrication que nous venons de décrire constitue un des rar exemples d'un fonjea^e exécuté en grande partie parallèlement à l'a du lint^ot.

IV. — Fiirgeuffcs divers : éliruye ou einbouHssage, étampage. Ces forifea^fes spéciaux ne peuvent être étudiés avec détail que da les fabrioalions où ou les utilise : nous nous bornerons à les défini

tMBOumSAGt

L, luitfttt' H poi(çn<M: i.-iii|R'oliaiit les bnnis ilii ilisi|uB Jo se rulevtr avant la passe. .V, lualrti-o — F, freUo lie la matrice. — U, ilisiitic ii einboulir, eliaulTû m rouge cer <;L«ir. — E. eueliinio évidre. — U, liinellcitiii.lpily l'embouti «vantla passe.— /", fre rtc la iiialrii'e. — E', cnolumu l'vidée. — (.', i^roclua ilëi-ollont reiiibouti du poini;iin lo

«) ('«S lie l'rlil'agc. — Ce cas concerne la fabrication de toutes pièci affectant la funne d'un tube : quoique [tossible au pilon, ce fort^ea: s'exécule surtout à la presse. La presse est en effet un appareil doi l'action lenle el [iro^ressive se prête mieux à un travail réyiiliev et h\ [wrlaill lie déformation, sans rati^çuc exagérée pour le métal qui en c l'objet.

Le métal arrive au pilon sous forme de disque circulaire découpé dai une tùle d'acier provenant du lamina^i' d'un lius;ot : ce disque chaut

TRAVAIL BK t AOKR

fmèauti

au rnuy;e cerise clair repose à plat ati-dessus [l'une iimlrire ru fonlr trempée uu en aci^r dur trempé ajustée sur l*enclume du pilou évitlée à cet eFTet. Comme d'autre pari, la panne du pilon e^l munie d'un poinçon feçalement en métal très dur, on conçoit que si la matrice a un diamètre plus petit que celui du disque, l'abRissement du poinçon transformera ce disque en une sorte de cuvette ou d'embouti, t^e n'est que par des {fasses surcessm's d'emboulissaçes à chaud qu'on arrive i\ donner à t'enibouti une lonî^ueur suffisante.

il ne faudratl pas croire que la fabrication des tubes oa eml»>ulis se termine ainsi par des opérations à cliaud ; il y a une série de passes ou d'élira^es à froid ayant pour but non seulement d'amener «l'une façon plus silre les lubes à des diamètres plus précis, mais de leur donner aussi, quand besoin est, des propriétés mécaniques nouvelles susceptibles d'élre acquises par le travail à froid dans des conditions que nous expliquerons. b} Cas fie rétampage. — On appelle elampes des > espèces de moules en acier trempé, ou en fonte trempée, ou même en fer acîéré, c'est-à-dire recouvert de mis par soudage, présentant en creux la forme de l'objet ou i de l'objet qu'on veut reproduire ou modifier par la forge Quelques exemples suffiront pour éclaircir la définition. Un morceau de métal étant douné provenant d'une ti^le, d'une barre déjà laminée ou forcée et en quantité léiçèremeut supérieure à celle de la pièce à fabriquer on peut se proposer d'en tirer une pièce de Forme et de dimensions déterminées en forçant ce métal porté au rouj^e cerise clair à épouser dans ses moindres détails la capacité réalisée par la ju\laposiliou de l'étampe fixée à l'enclume el de celle fixée à la panne liu pilon.

f>tte opération effectuée au pilon ou, selon les dimensions de l'objet, A une forçeuse (américaine on autre), s'effectue çénéralemenl en plusieurs passes : les unes A'ébaiichage donnant des modifications de plus en plus accentuées à la matière, les autres de fînissaijc ou de vérilahle matricule donnant, aux bavures près qu'on enlèvera à la lîme ou mécaniquement, la forme de l'objet brut de force.

La fi^rc 130 donne l'exemple de l'élampaa^e d'une pièce d'à: Ce forçeaçe se fait (généralement à très haute température, quel fuis au jaune, car il tinpDrle que le ui'-l;il ait V.i iluctililé maxinr

Fig. Ii9.

PS d'acier dur l'une portion

HETALLl'RGIB D

{Kjur pouvoir remplir aisémeni le prufil souveni compliqué des étaiiijtes.

L etampa^e peul enfin ne s*e.\errer que sur une portion déterminée

du métal ; nous citerons et {tour mémoire seulement l'ogiva^ des lubes,

Hampe supeneure /£*eê âizpKoaedamaitemi)

Etampe in/^ieiire fixée à l'enciume

Fig. 130.

l'étam^m^e des tètes de boulons et rivets, etc.. Dans ce cas, on ne rliautFe au rouse cerise clair que la portion du métal à déformer.

Pour les boulons et rivets on se sert plus spécialement des presses àiU& à balancier qu'il ne nous appartient pas de décrire.

Tels sont les cas généraux de forfieageAu pilonqu'il importait d'exposer; il serait im|)ossiblc de classer tous les <lispo8i(ifs plus ou moins ingénieux imaginés dans les forg«s pour façonner les pièces ; une visite dans les ateliers suffira pour se rendre compte de rusaitdos tranches à chaud, des jeux divers d'éfampes, des las placés en des points particuliers de l'enclume ou de la pièce |»oiir II) i;aiirliir oiïla déformer eu Iclk' ou telle rég;ioii, etc.