La fabrication actuelle de fixations englobe six processus principaux, chacun étant conçu en tenant compte de matériaux, d'exigences de performance et de considérations de coûts spécifiques :
Processus de frappe à froid
La frappe à froid est la méthode de formage la plus répandue dans la production de fixations. Cela implique l'utilisation de filières à haute pression-pour extruder des fils métalliques (tels que de l'acier au carbone, de l'acier inoxydable ou un alliage d'aluminium) à température ambiante pour obtenir des formes de base telles que des boulons et des écrous. Les principaux avantages de ce procédé sont une efficacité élevée et une utilisation supérieure des matériaux ; une seule opération de formage peut réduire le besoin d'usinage ultérieur (découpe) de 30 à 50 %, tout en atteignant une précision dimensionnelle de ± 0,05 mm. Les applications typiques incluent les boulons de moteur automobile et les composants-écrous de construction à haute résistance- qui exigent une résistance et une cohérence exceptionnelles. Les aspects techniques clés comprennent :
- Conception de la matrice : optimisation des angles de cavité de la matrice en fonction de la ductilité du matériau pour éviter les fissures ;
- Lubrification : utilisation de lubrifiants à base de graphite ou d'eau-pour réduire le coefficient de friction et prolonger la durée de vie de la matrice ;
- Recuit : réalisation d'un recuit sphéroïdisant après frappe à froid pour soulager les contraintes internes et améliorer la maniabilité pour un traitement ultérieur.
Processus de forgeage à chaud
Pour les fixations à grande-échelle ou à haute-fixations (telles que les boulons de tour d'éolienne et les connecteurs de pont), le processus de forgeage à chaud consiste à chauffer le métal au-dessus de sa température de recristallisation (généralement entre 800 et 1 200 degrés) et à appliquer une pression via une presse à forger pour induire une déformation plastique. Les principaux avantages incluent la capacité de produire des formes de section transversale complexes-et d'atteindre une densité de matériau élevée, ce qui se traduit par une résistance à la traction de 15 à 20 % supérieure à celle des pièces-frappées à froid. Les points de contrôle critiques comprennent :
- Contrôle de la température : une surveillance stricte de la température de chauffage et du temps de maintien est nécessaire pour éviter la formation excessive de tartre d'oxyde ou le grossissement des grains ;
- Taux de forgeage : Un taux de déformation total supérieur ou égal à 3 est généralement requis pour assurer un écoulement continu des grains de métal ;
- Post-traitement : un ajustement de la dureté via une normalisation ou une trempe et un revenu est nécessaire pour répondre à la plage HRC 28-38 standard.
Processus de tournage
Bien que moins efficace que la frappe à froid, le processus de tournage reste indispensable pour produire des fixations de forme spéciale (telles que des boulons non-standards et des goupilles percées). Le processus consiste à faire tourner la pièce sur un tour CNC et à utiliser un outil de coupe pour éliminer l'excès de matière. Les principales caractéristiques techniques comprennent :
- Haute précision : atteint les niveaux de tolérance IT5 à IT7, ce qui le rend adapté aux connecteurs d'instruments de précision ;
- Large adaptabilité des matériaux : capable de traiter des matériaux difficiles à former par frappe à froid, tels que les alliages de cuivre et de titane ;
Processus d'estampage
Principalement utilisé pour fabriquer des fixations plates telles que des rondelles et des rondelles élastiques, ce processus utilise une presse mécanique pour entraîner une matrice qui effectue des opérations telles que le découpage et le pliage de tôles. Ses principaux avantages sont une production à grande vitesse-(capable de centaines de pièces par minute) et un faible coût ; cependant, les facteurs suivants nécessitent une attention particulière :
- Usure des matrices : les poinçons et les matrices doivent être remplacés périodiquement pour éviter des bavures excessives ;
- Sélection des matériaux : les tôles d'acier à faible-carbone avec une bonne ductilité, telles que Q235 ou SPCC, sont préférées ;
- Traitement de surface : des traitements post--estampage-tels que la galvanoplastie ou le noircissement-sont nécessaires pour prévenir la rouille et la corrosion.
Processus de roulement de fil
Utilisé pour le filetage des boulons et des vis, le processus de laminage de filets forme des filetages sur la surface de la pièce grâce à la compression rotative de deux ou trois matrices de laminage. Par rapport au filetage, ses avantages incluent :
- Résistance accrue : l'écrouissage à froid augmente la résistance au cisaillement des fils de 20 à 30 % ;
- Qualité de surface : la rugosité de la surface du filetage peut atteindre Ra 0,8 μm, réduisant ainsi la perte par frottement ;
- Économies de matériaux : aucun copeau n'est produit, ce qui entraîne une utilisation du matériau proche de 100 %.
Processus de traitement de surface
La résistance à la corrosion et la qualité esthétique des fixations dépendent du traitement de surface ; les processus courants comprennent :
- Électro-galvanisation : faible coût, adapté aux environnements intérieurs, avec une épaisseur typique de 5 à 12 μm ;
- Dacromet : aucun risque de fragilisation par l'hydrogène, résiste à 500 à 1 000 heures de tests au brouillard salin et est couramment utilisé pour les composants de châssis automobiles ;
- Revêtement de diffusion de zinc : forme une couche d'alliage de zinc-fer sur la surface de l'acier par diffusion, offrant 3 à 5 fois la résistance à la corrosion de l'électro-galvanisation ;
- Pulvérisation : Tel que le revêtement en poudre de polyester, utilisé pour les vis décoratives architecturales afin d'offrir une large gamme d'options de couleurs.