Mes techniques de forge

Lorsqu'on veut fabriquer un outil de taillanderie ou un couteau, il est indispensable de connaître les techniques de forge. Le forgeage est une dimension du travail du métal à chaud impliquant diverses techniques telles que le cintrage, estampage, renflage et la soudure.

Les traitements thermique (TTH) des aciers carbone et inoxydable .

introduction .
Les humains ont commencés à travailler le fer bien avant qu'ils ne réussissent à le fabriquer , en effet les egyptiens et autres peuples ont commencés à forger les fers celeste , un alliage  de fer et de nickel venu tout droit de notre galaxie que l'on nomme météorite .
La fabrication de l'acier par  d'oxydo-réduction en bas foyer à été une révolution à partir de -1000 avant JC . Cette téchnique visait à obtenir par le biais de minerais d'oxyde de fer , un alliage de fer et de carbone non homogène que l'on nomme acier .Ainsi en feuilletant les aciers par soudage à chaud dans un foyer de charbon à haute temperature , on obtient un acier homogène avec un certain pourcentage de carbone  . Le carbone , tout comme dans notre vie terrestre est  un element d'equilibre indispensable à la liaison molleculaire . Dans l'acier , il nous permet de renforcer la dureté et la souplesse .
En occident  à partir du 14ieme siecle les hauts fourneaux fit apparition . La technique de réduction indirect vise à fabriquer un fer avec un pourcentage de carbone assez élévé que l'on appel de la fonte et en la décarburant via des fours  à affiner on obtient de l'acier .
La plupart des aciers moderne trouvés en Europe ne sont plus d'origine minéral mais plutôt issue de la transformation de metaux recyclés .
Les traitements thermiques (TTH) ont un rôle fondamental dans l'utilisation des aciers ayant une destination  mécanique .
Sans que nous nous en apercevions , le fer à une incidence sur la vie terrestre , en effet son centre bouillonnant émet un champs magnétique tellement fort qui permet de créer un  bouclier magnétique nous protégeant des radiations solaire .
Alors comment une matiere si protectrice ne pourrait elle pas avoir une vie à la structure complexe et permettrais une forme variable comme toute espèce vivante .
En effet , le fer pouvant donc s'allié de différent métaux tels que le chrome ,le vanadium le molybdène , la silice ...... son interaction moléculaire ne peu donc etre que modifiable par rapport à son environnement .
La plupart des oxydes de fer sont trouvées à l’état de cristaux .
Un cristal par définition est un réseau moléculairement ordonné induit par une température et une  préssion .
Le role des traitement thermique et de pouvoir jouer sur la  structure interne de la  matière en montant et descendant la température , ainsi ce créé différents agencement moléculaire que nous pourrons nommé en métallurgie perlite , cémentite , martensite ......
3 grandes famille des aciers à base carbone  ( XC)
Acier hypoeutectoide   En dessous>0,7%   carbone
Acier eutectoide                                 0,77% carbone
Acier hypereutectoide  En dessus  <0,8%   carbone
En fonction du taux de carbone choisi dans notre acier , on pourra trouver par l'aide d'un TTH  ,un equilibre nous permettant de donner une destination utile à notre outils .
Exemple :
-Un marteau devant encaisser du choc aura un acier à base de 0,48¨% de carbone afin de d'avoir une surface dur et un coeur tendre . Sa dureté optimal pour sa destination sera de 54HRC .
-Un couteau de cuisine nécessite un fort pouvoir de coupe donc une certaine dureté  et une certaine élasticité pour éviter la casse, nous utiliserons donc un acier entre 0,70% et 1,30% de carbone  afin d'obtenir un couteau avec un tranchant dur et une facilité d'affutage , nous recherchons donc une dureté optimal de 59/60HRC
-Une hache ce situant entre les deux exemple ci dessus demanderas un bati en acier à faible pourcentage de carbone ou idéalement en fer puddlé et un tranchant en acier situé entre 0,7% carbone et 1% de carbone , étant donné que l’outil à destination nécessite un fort pouvoir de coupe induit par un mouvement élancé , on lui demandera donc une dureté comprise entre 56hrc et 59hrc , au delà le tranchant risquerait d’être fragile et risque de casser quand il ce retrouve confronté à deux dureté differentes .
Afin de pouvoir jouer sur tout ces facteurs , il convient donc de sélectionner la nature de notre acier parmi des familles
Acier carbone type XC  :   XC18 -   XC48 -   XC75 -    XC100 -    XC130 ......
Le dénominateur  est          0,18%    0,48%    0,75%         1%        1,30%
Acier faiblement allié    : 35NCD16 -   45NCD16 - 55NCD7  -90MCV8
Ces aciers contiennent moins de 5% d'alliage   tels que du chrome , vanadium , molybdene , cobalt , nickel .....
Acier fortement allié :     Z160CDV12 -    Z40CR13 - Z200C12
Ces aciers contiennent plus  de 5% d'alliage   tels que du chrome , vanadium , molybdene , cobalt , nickel ..... On comprend souvent les aciers inoxydable qui contiennent plus de 12% de chrome
En fonction de l'acier choisi et après l'operation de forge , nous appliquerons un protocole de TTH afin d'orienter la structure cristalline souhaité qui aura pour but :
Le recuit :
-Annulation des tensions due à la deformation tels que l'ecrouissage
-Retrouver la structure cristalline primaire ferrite - perlite - cementite
Trempe :
-Durcissement de l'acier
-Obtention d'une structure cristalline nommé martensite
Revenu :
-Detente de l'acier afin de trouver la souplesse voulu
- Augmentation de la ductilité et de la résistance à la traction

PAge en cours de modification


La trempe consiste à chauffer le métal sur une tranche de température haute et précise, puis à refroidir très rapidement. Cela va permettre d'obtenir un acier durcit et d'influer directement sur la structure cristalline de l'acier afin d'en obtenir des caractéristiques techniques adéquates pour les types d'application de l'outil ou du couteau, c'est donc parfait pour tout types de tranchants qui nécessitent une forte qualité de coupe et une bonne durabilité du tranchant. 

Le métal doit être chauffé de façon homogène et la température doit être réglée précisément en fonction du métal utilisé.

Le bac de trempe doit avoir été préparé au préalable avec de l'huile végétale ou de l'eau à des température avoisinant les 40 à 50°.

Le perçage à chaud


Le perçage du métal à chaud est utilisé pour obtenir des calibres de douilles sur des outils qui nécessitent de porter un manche. On écarte la matière avec des outils nommés "mandrins" afin de donner une forme triangulaire conique ou carrée.

L'usinage

 

L'usinage consiste à enlever de la matière de façon à donner à la pièce brute la forme et les dimensions voulues, à l'aide d'une machine-outil. Par cette technique, on obtient des pièces d'une grande précision.

Aujourd'hui, les machines-outil (fraiseuses ou tours) à commande numérique (CN) permettent d'automatiser partiellement ou totalement la procédure.