Le forgeage est un processus de travail des métaux qui façonne progressivement une pièce de métal chauffée, appelée lingot. Il s’agit de former le lingot à coups répétés d’un marteau ou d’une matrice qui est soulevé puis déposé sur la pièce, l’aplatissant ou l’enfonçant dans un moule. Selon la complexité de la conception de la pièce, le processus nécessite parfois l’utilisation de plusieurs matrices en progression. Le processus de matriçage produit généralement une approximation proche de la pièce finie, mais un usinage supplémentaire est généralement nécessaire pour la ramener dans les tolérances. Le forgeage est largement utilisé dans l’industrie automobile pour la production de diverses pièces de moteur, engrenages et essieux.
Les matrices utilisées pour le matriçage sont généralement constituées d’un acier fortement allié, appelé acier à outils. Les matrices de forgeage sont conçues pour être résistantes aux chocs et à l’usure, et elles peuvent généralement résister à des milliers de cycles de chauffage et de refroidissement rapides. Les matrices de forgeage sont généralement fabriquées en deux moitiés. La moitié supérieure, appelée marteau, est attachée au bloc qui est soulevé et déposé sur le lingot. La moitié inférieure, appelée enclume, est généralement une matrice fixe contre laquelle le lingot est forgé.
Le forgeage à matrice ouverte est réalisé avec des matrices qui n’enferment pas complètement la pièce. Les matrices sont généralement plates, bien que des matrices profilées ou des matrices de coupe puissent également être utilisées. La conception ouverte permet au lingot de se dilater lorsqu’il est martelé à l’épaisseur souhaitée.
Les techniques couramment associées au matriçage à matrice ouverte comprennent le crantage et le bordage. Le cogging est le processus d’aplatissement progressif d’une barre ou d’un lingot dans le sens de la longueur. Ce processus est utilisé pour obtenir l’épaisseur souhaitée, après quoi il peut être bordé. La bordure est généralement réalisée avec une matrice concave. Cette technique concentre et façonne le matériau le long des côtés et des extrémités de la pièce forgée afin d’obtenir des bords uniformes et une largeur appropriée.
Le forgeage par empreinte, parfois appelé forgeage par matrice fermée, utilise des matrices en forme de moule. Lorsque le marteau tombe sur la pièce, le métal chaud est forcé dans les cavités de la matrice pour créer la forme finale de la pièce. Lorsque le métal est forcé de se conformer à la matrice, l’excès de matériau, appelé flash, est expulsé. Le flash doit être retiré une fois le forgeage terminé.
Un autre type courant de forgeage à matrice fermée est appelé forgeage sans flash. Ce processus est également appelé véritable forgeage à matrice fermée, car la pièce est complètement enfermée par la matrice, empêchant la formation de bavure. De nombreux fabricants préfèrent le forgeage sans flash car le flash produit par le forgeage par empreinte peut représenter près de la moitié du lingot d’origine.