Calculateur de forgeage libre
Saisissez la pièce à forger et, si vous le souhaitez, la barre dont vous disposez. Le calculateur ajoute la surépaisseur d'usinage et les tolérances, la calamine et les chutes d'extrémité, donne la coupe par pièce et indique si le forgeage est réalisable sur notre marteau.
2Résultat
Coupe par pièce–
Matière à envoyer–
Opération–
Taux de corroyage–
Réduction de section–
Élancement (h₀ ÷ d₀)–
Taux de refoulement–
Masse forgée–
Difficulté–
Forgeage (estimé)–
Calcul à volume constant avec les tableaux ci-dessous. Valeur estimée pour le seul service de forgeage, sans matériau, traitement thermique, usinage, essais ni fret ; le prix final est confirmé dans le devis. Les valeurs marquées * sont des estimations de forge, à confirmer à la commande.
Calamine par matériau
La calamine est l'oxyde qui se forme et se détache à chaque chauffe. Les valeurs ci-dessous proviennent de la forge de Dustre pour des barres forgées sous un marteau de 1.000 kg (pièces jusqu'à 500 kg). Les grosses pièces forgées à partir de lingots sur presse ont des pertes différentes, qui sont celles que l'on trouve le plus souvent dans la littérature.
| Matériau | 1re chauffe | Chaque réchauffage |
|---|---|---|
| Acier au carbone et acier allié (Cr-Mo, Ni-Cr-Mo) | 8 % au total (valeur de la forge Dustre) | |
| Acier maraging et aciers fortement alliés | 1,5 %* | 1,0 %* |
| Inox (austénitique, martensitique, PH) | 1,0 %* | 0,5 %* |
| Duplex et super duplex | 1,0 %* | 0,5 %* |
| Alliages de nickel | 0,6 %* | 0,3 %* |
| Titane (couche alpha, éliminée à l'usinage) | 0,5 %* | 0,3 %* |
| Cuivre et alliages de cuivre | 1,0 %* | 0,5 %* |
| Réduction (taux de corroyage ou de refoulement) | Chauffes |
|---|---|
| jusqu'à 2:1 | 1 |
| au-dessus de 2:1 jusqu'à 4:1 | 2 |
| au-dessus de 4:1 jusqu'à 8:1 | 3 |
| au-dessus de 8:1 | 4 |
Pour les autres matériaux, la calamine est calculée par chauffe (tableau ci-dessous). Les alliages de nickel, duplex, superduplex et titane ont une fenêtre de température étroite : nous ajoutons 1 chauffe lorsque la réduction dépasse 2:1*. Pour le titane, la perte correspond à la couche alpha (alpha case), éliminée à l'usinage. À titre de comparaison, la littérature cite 2–3 % à la 1re chauffe et 1,5–2 % aux suivantes pour l'acier au carbone en four à flamme (EKTU, Tecnologia de conformação ; Durukan, thèse METU 2007 ; Gerke, Behrens et al., ESAFORM 2024).
Chutes d'extrémité et autres pertes
| Perte | Valeur |
|---|---|
| Chutes d'extrémité (bouts coupés), sauf disques et pièces dont le diamètre est supérieur à la longueur, de longueur jusqu'à 200 mm | 5 % (valeur de la forge Dustre) |
| Bouchon de poinçonnage (anneaux et douilles) | Diamètre du poinçon égal à 50 % de l'alésage forgé* |
Valeur pour des barres forgées au marteau, pièces jusqu'à 500 kg. Pour les grosses pièces forgées à partir de lingots, la littérature cite 5 à 10 % (EKTU), car la tête et le pied du lingot sont aussi coupés.
Surépaisseur d'usinage
Barre ronde, barre carrée et disque : le calculateur utilise le tableau de Dustre (INF 002 rév. 003), selon la taille finie et la longueur ou la hauteur. Exemple : un arbre fini Ø 110 × 800 mm est forgé en Ø 117 × 814 mm (7 mm de surépaisseur sur le diamètre, tolérance +6 / −0, et 14 mm sur la longueur, tolérance +14 / −11). Tableaux complets dans les tolérances de fourniture. Les autres formes utilisent la GOST 7829-70, ci-dessous. Si vous cochez « Les dimensions incluent déjà la surépaisseur de forgeage », rien n'est ajouté : les dimensions saisies sont celles de la pièce forgée.
| Ø de la pièce (mm) | L ≤ 250 | L 250–500 | L 500–800 | L 800–1200 | L 1200–1700 |
|---|---|---|---|---|---|
| 50–70 | 6 ± 2 | 7 ± 2 | 8 ± 2 | 9 ± 3 | 10 ± 3 |
| 70–90 | 7 ± 2 | 8 ± 2 | 9 ± 3 | 10 ± 3 | 11 ± 3 |
| 90–120 | 8 ± 3 | 9 ± 3 | 10 ± 3 | 11 ± 3 | 12 ± 4 |
| 120–160 | 9 ± 3 | 10 ± 3 | 11 ± 3 | 12 ± 3 | 13 ± 4 |
| 160–200 | 11 ± 3 | 11 ± 3 | 12 ± 3 | 13 ± 4 | 14 ± 4 |
| 200–250 | 12 ± 3 | 12 ± 3 | 13 ± 4 | 14 ± 4 | 15 ± 4 |
| 250–300 | 13 ± 4 | 13 ± 4 | 14 ± 4 | 15 ± 4 | 16 ± 5 |
| D jusqu'à (mm) | H jusqu'à 80 | H jusqu'à 125 | H jusqu'à 180 |
|---|---|---|---|
| 150 | 8 / 10 | 10 / 11 | 12 / 13 |
| 250 | 9 / 12 | 11 / 13 | 13 / 14 |
| 360 | 10 / 14 | 12 / 15 | 14 / 16 |
| 550 | 12 / 17 | 14 / 18 | 16 / 19 |
Surépaisseur totale sur le diamètre (somme des deux côtés), pour pièces forgées au marteau en acier au carbone et allié. Sur la longueur, nous utilisons la même valeur que sur le diamètre*. Pour les alésages d'anneaux et de douilles, nous ajoutons 4 mm à la surépaisseur du diamètre extérieur*. Hors des plages du tableau, nous utilisons la plage la plus proche et confirmons dans le devis. Source : GOST 7829-70, Pièces forgées au marteau en acier au carbone et allié : surépaisseurs et tolérances.
Capacité du marteau
Section maximale selon la capacité nominale du catalogue des marteaux de 1.000 kg (série C41-1000). La meilleure plage de productivité se situe en dessous de ce maximum.
Formules utilisées
| Grandeur | Comment calculer | Référence |
|---|---|---|
| Taux de corroyage (étirage) | A₀ ÷ A₁ (aire de la section initiale ÷ aire de la section finale) | À partir de brut de coulée (lingot) : minimum habituel 3:1 ; 4:1 pour les pièces critiques*. À partir de barre laminée ou forgée, le minimum ne s'applique pas. |
| Réduction de section | (A₀ − A₁) ÷ A₀ × 100 | 3:1 = 66,7 % ; 4:1 = 75 %. |
| Indice d'élancement (refoulement) | h₀ ÷ d₀ (hauteur de la section refoulée ÷ diamètre ou plus petit côté de la barre) | Jusqu'à 2,5 : acceptable. Au-dessus de 2,5 : évaluation individuelle par Dustre. Refoulement local : coupe totale ÷ d₀. |
| Taux de refoulement | h₀ ÷ h₁ (hauteur avant ÷ hauteur après) | Équivalent au taux de corroyage de l'opération de refoulement. |
| Matière par pièce | V forgé × (1 + calamine + chutes d'extrémité) + bouchon de poinçonnage | V à partir du volume de la pièce forgée (pièce finie + surépaisseur). |
| Longueur de coupe | Volume de départ ÷ A₀ | Plus 3 mm de trait de scie par pièce. |
Questions fréquentes
Quelle quantité de matière dois-je envoyer pour forger une pièce ?
Choisissez le matériau, saisissez la barre dont vous disposez (forme et diamètre), la forme et les dimensions de la pièce finie et la quantité. Le calculateur ajoute la surépaisseur d'usinage, la calamine et les chutes d'extrémité, et indique la quantité à envoyer en kg et en mètres de barre, trait de scie compris. Si la commande exige une éprouvette, envoyez un peu plus.
Qu'est-ce que l'indice d'élancement ?
C'est la hauteur de la section de barre à refouler divisée par son diamètre (ou son plus petit côté). Il indique si le refoulement est possible sans flambage : jusqu'à 2,5, c'est acceptable ; au-dessus de 2,5, une évaluation individuelle par Dustre est nécessaire. En refoulement local (tête d'un arbre étagé ou d'un axe), on applique la longueur totale de coupe ÷ diamètre de la barre. Le calculateur indique le diamètre de barre permettant de rester à 2,5 ou d'éviter le refoulement.
Que sont le taux de corroyage et la réduction de section ?
Le taux de corroyage est l'aire de la section initiale divisée par l'aire finale (par exemple 3:1). La réduction de section est la même chose en pourcentage : (aire initiale − aire finale) ÷ aire initiale. 3:1 correspond à 66,7 % de réduction ; 4:1, à 75 %.
Quand faut-il une réduction minimale de 3:1 ?
Lorsque la pièce part d'un matériau brut de coulée (lingot ou billette coulée) : la réduction de 3:1 ferme les porosités et affine le grain pour atteindre les propriétés mécaniques. Si le départ est déjà une barre laminée ou forgée, le nouveau forgeage ne change que la forme et les dimensions, et la réduction minimale ne s'applique pas.
Quelle quantité est perdue en calamine au forgeage ?
À la forge de Dustre, pour les barres forgées au marteau (pièces jusqu'à 500 kg), nous considérons 8 % de calamine pour l'acier au carbone et allié et 5 % de chutes d'extrémité. Les inox, duplex, alliages de nickel et titane s'oxydent beaucoup moins et sont calculés par chauffe. Les grosses pièces forgées à partir de lingots ont d'autres valeurs, qui sont celles que l'on trouve le plus souvent dans la littérature.
L'arbre étagé peut-il avoir une tête carrée ou rectangulaire ?
Oui. Dans la forme Arbre étagé, choisissez la section de l'étage 1 (tête) : ronde, carrée ou rectangulaire. Pour le carré, saisissez le côté ; pour le rectangle, les côtés A1 et B1 à la place du diamètre. Cela couvre les têtes qui deviennent un œil ou une fourche, à partir de barre plate ou carrée. Le volume, la masse, la coupe de départ et le dessin suivent la section choisie.
Qu'est-ce qui est inclus dans la valeur estimée ?
Seulement le service de forgeage, par kg de matière de départ. Le matériau, la découpe, le traitement thermique, l'usinage, les essais et le fret sont chiffrés séparément. La valeur finale figure dans le devis.
