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"Procédé de fabrication de pièces forgées en magnésium et en alliages de magnésium"
Dans la fabrication de pièces forgées on conduit la déformation de façon que l'affinage du grain, que l'on cherche à obtenir en vue d'améliorer les qualités de résis- tances, soit obtenu simultanément au cours du travail de
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conformation déterminé par la force de la pièce coulée.
Par suite du réseau cristallin hexagonal du magné- sium et de ses alliages on obtient souvent, dans le travail de ces métaux, des pièces forgées qui, au point de vue cristallographique, possèdent une orientation très avancée.
Ces pièces forgées peuevent supporter des efforts différents dans des sens différents le rapport entre la limite élasti- que par traction et la limite élastique par compression par exemple, varie notamment dans les différentes directions, Ceci est dû vraisemblablement aux conditions particulières de déformation (translation ou formation jumelée) du métal à cristallisation hexagonale. Pour la plupart des usages in- dustriels toutefois, la capacité de répondre aux efforts dans des sens bien déterminés n'est pas désirable, parce que normalement des composantes d'efforts coopèrent entre elles dans différentes directions.
On aboutit donc au pro- blème consistant à faire des pièces forgées en magnésium et en alliages de magnésium autant que possible de façon telle qu'elles répondent aux efforts de traction et de com- pression environ au même degré dans tous les sens.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de pièces forgées qui répondent aux efforts de traction et de compression autant que possible dans le mê- me degré dans tous les sens, Suivant l'invention l'orienta- tion des propriétés de résistance dans les pièces forgées est diminuée, dans une grande mesure, grâce au fait qu'au cours de la déformation qu'il est de toute façon nécessaire de donner au bloc de départ en vue de l'affinage du grin, la pièce n'est rapprochée que graduellement de ses dimen- sions définitives;
à cet effet on intercale, entre les pha- ses servant à rapprocher la pièce de sa forme définitive, des phases de forgeage dans un sens perpendiculaire au sens principal de déformation, Le sens de déformation qu'on dési-
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re principalement obtenir devra naturellement être tou- jours prépondérant; toutefois, les changements de direc- tion intermédiaire obtenus par le travail de forgeage pro- duisent une perturbation de l'orientation cristallographi- que trop prononcée ou un blocage du système cristallin glissant ou rendant plus difficile la formation de cris- taux jumelés. La pièce se trouve ainsi rapprochée graduel- lement de sa forme définitive que l'on peut aussi lui don- ner à l'étampe. Il convient d'effectuer ce travail à la plus basse température que permet la formation à l'étampe.
On empêche ainsi que la structure cristalline obtenue par l'opération de forgeage ne soit détériorée par recristalli- sation.
Un autre avantage de ce procédé réside dans le fait que le travail de forgeage est également facilité.
Comme la déformation du magnésium et des alliages de ma- gnésium est basée essentiellement sur la translation de la base des cristaux, lorsque la déformation continue dans un seul et même sens, on atteint relativement vite un état dans lequel on rencontre une position cristalline défavo- rable pour toute nouvelle déformation dans le même sens.
Les phases opposées de déformation tendent à empêcher cette disposition défavorable, ce qui facilite l'achèvement de la pièce forgée. Il convient en particulier, lorsque la conformation définitive se fait à l'étampe, de choisir, comme dernière phase de déformation avant le passage à l'étampe, une phase dont le sens de déformation soit oppo- sé au sens principal de déformation qu'on cherche à donner à l'étampe. Si l'on veut, par exemple, faire à l'étampe un corps annulaire dont les dimensions, dans le sens ra- dial, soient plus grandes que dans le sens axial, il con- vient de conduite le travail de forgeage de la pièce de
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façon que la dernière phase de déformation soit un allon- gement dans le sens axial.
Ceci facilite sensiblement, à l'étampe, l'écoulement du métal dans le sens radial.
Le dessin ci-joint montre schématiquement un exemple de réalisation du procédé qui fait l'objet de la présente invention.
Dans la figure 1 de ce dessin a est le bloc de été- part que l'on transforme d'abord par un travail de forgea- ge, 1 étant le sens de déformation, en un corps dont la forme est indiquée par b. On fait ensuite tourner le corps b de 90 et on l'allonge en sens inverse de celui de la déformation primitive; on continue ainsi le travail en fai- sant tourner le corps de temps à autre autour de son axe.
( figures 2 et 3), La flèche 11 indique le sens de rota.. tion pendant le travail. En répétant ces opérations plu- sieurs fois, c'est-à-dire par des écrasements et allonge- ments successifs du corps, le travail d'écrasement étant prépondérant, on obtient finalement un corps semblable à celui de la figure 4 et dont les propriétés de résistances dans les directions x, y, z sont sensiblement les mêmes.
On donne ensuite à ce corps sa forme définitive par un travail de forgeage à l'étampe.
On donnera ci-après quelques exemples d'applica- tion du procédé qui fait l'objet de l'invention.
I.- Pour la fabrication d'un carter de manivel- le forgé pour un moteur en étoile, on utilise un alliage de magnésium du type connu contenant environ 8% d'alumi- nium. Pour une pièce de ce genre il est nécessaire que les résistances aux efforts de traction et de compression soient autant que possible les mêmes dans tous les sens.
Un bloc brut de 300 mm. de diamètre et de 60 mm, de hau-
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teur, coulé dans cet alliage, est d'abord forgé à la pres- se sous forme de cylindre vertical à 280-400 0. de maniè- re à réduire sa hauteur de 30%. On fait ensuite tourner l'axe du bloc de 90 par rapport à sa direction primitive, puis on continue la déformation par un forgeage transver- salement par rapport au sens de la première déformation, en faisant tourner le bloc de temps en temps autour de son axe primitif, jusqu'à ce que la réduction de hauteur pro duite par les deux opérations ne soit plus que d'environ 15% de la hauteur du cylindre primitif.
Cela fait on re- tourne le bloc encore une fois de 90 et on continue à le forger de la même façon, en l'écrasant d'abord, puis en l'allongeant à nouveau, le travail d'écrasement étant tou- tefois prépondérant en vue de la forme définitive. Lors- qu'on a ainsi obtenu une réduction d'environ 70% de la hauteur du cylindre primitif, on donne, à l'étampe, la forme définitive à la pièce de façon connue . On a ainsi ce résultat que la pièce terminée présente pratiquement la même limite élastique par traction, qui est d'environ 16 à 18 kg.mm2 tant dans le sens de l'axe primitif du cy- lindre que dans le plan perpendiculaire à cet axe. La li- mite élastique par compression se rapproche beaucoup de celle par traction; on a constaté qu'elle était de 14 à 16kg.mm2 dans les deux directions.
2,- Le même alliage de magnésium a servi à fa- briquer une hélice forgée pour avion, Il est également indispensable, pour cette pièce, que la résistance aux efforts soit autant que possible la même dans tous les sens pour le travail à la traction aussi bien que le tra- vail à la compression.
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Il est donc également utile en particulier que le flan présente de bonnes propriétés de résistance per- pendiculairement à son axe, car les efforts transversaux ou efforts de vibration qui se produisent sur le moyeu sont dirigés dans ce sens. On fabriquera donc en parti- culier la partie qui travaille beaucoup dans le voisinage du moyeu, par des opérations de forgeage opposées les unes aux autres, en se rapprochant graduellement de la forme définitive de la façon décrite dans l'exemple 1.
Le travail de forgeage est également conduit pour le flan de façon que l'allongement, l'écrasement et l'élargisse - ment aient lieu alternativement. La déformation définiti- ve, en particulier la confection du pas de l'hélice, a lieu de façon connue par refoulement à l'étampe.