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Refoulage

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La forge par refoulement, également appelée refoulage ou upset forging, est un procédé de forge à chaud qui permet de créer des pièces longues et complexes avec une déformation localisée par chauffe partielle de la matière. Il consiste à mettre en forme progressivement une extrémité, les deux extrémités ou certaines zones d’une barre métallique chauffée, au moyen de plusieurs opérations successives. Cette technique est particulièrement adaptée aux composants allongés comportant des variations de section, des épaulements, des plateaux ou des géométries fonctionnelles complexes. Le maintien précis de la barre et l’application d’un effort axial permettent de répartir la matière dans les empreintes tout en assurant une bonne régularité dimensionnelle.

Le procédé répond notamment aux besoins des transmissions automobiles, des véhicules industriels, de l’aéronautique et des équipements lourds. La mise en forme progressive permet de produire des composants monoblocs dont la réalisation par usinage, soudage ou par une opération de forge unique serait moins avantageuse.

GÉOMÉTRIES COMPLEXES SUR DES PIÈCES LONGUES

Bien que la forge par refoulement n’atteigne pas les mêmes ratios de refoulement que l’électro-refoulage, elle offre une grande liberté dans la création de géométries détaillées. En revanche, elle permet une cadence de production plus élevée. Les différentes empreintes transforment progressivement la matière jusqu’à l’obtention de la forme recherchée. Cette succession d’opérations sur machine à forger permet de réaliser des épaulements, des sections variables, des contours élaborés, tels que des yokes et, selon la conception des outillages, certaines formes en contre-dépouille impossibles à réaliser par procédés conventionnels. Les matrices de serrage maintiennent la barre pendant qu’un outil mobile applique l’effort axial nécessaire à chaque étape.

La mise en forme progressive conserve la continuité du fibrage entre la partie initiale de la barre et les zones refoulées. Elle favorise ainsi l’intégrité structurale, la tenue en fatigue sous des charges importantes ou répétées et la résistance au choc.

Capacités Setforge

Petits, moyens et grands volumes de production
Acier, acier inoxydable, acier allié, acier microallié, alliages à base de nickel, alliages de titane

De 5 kg à 600 kg
Longueur jusqu'à 5 000 mm
Diamètre de barre 10 à 130 mm

Procédé de fabrication

La forge par refoulement s’adapte à un large éventail de matériaux, notamment les aciers au carbone, les aciers alliés, les nuances inoxydables et les alliages de titane. Chaque matériau présente une plage de forgeabilité, une conductivité thermique et une résistance à la déformation spécifiques. La température, la vitesse de mise en forme et la succession des opérations sont donc ajustées à la nuance et à la géométrie du composant.

Cette maîtrise des paramètres permet d’obtenir un écoulement régulier de la matière, de préserver la qualité métallurgique et de développer les propriétés mécaniques recherchées pour chaque application.

SIMULATION
& OUTILLAGE

La simulation numérique analyse l’écoulement de la matière, les températures et les efforts de mise en forme. Elle permet d’optimiser les différentes opérations avant la production. Les matrices sont ensuite conçues et fabriquées en interne selon la géométrie et le matériau du composant.

1

CHAUFFE
LOCALISÉE

La barre est chauffée dans les zones à transformer au moyen de fours à gaz ou électriques, ou de systèmes à induction. La maîtrise de la température assure la ductilité nécessaire tout en limitant l’échauffement des parties qui ne seront pas déformées.

2

DÉFORMATION
PROGRESSIVE

La machine à forger assure une fermeture sous pression de deux demi-coquilles, ou outillage, ce qui permet de créer des contre-dépouilles. Un mouvement axial du coulisseau permet de remplir l’empreinte. La pièce passe successivement par plusieurs étapes afin de répartir la matière et de former progressivement les sections, épaulements et contours recherchés.

3

REFROIDISSEMENT &
TRAITEMENT THERMIQUE

Les pièces suivent soit un refroidissement contrôlé, notamment dans des tunnels adaptés, soit des traitements thermiques définis pour leur application. Ces cycles permettent d’atteindre les niveaux recherchés de dureté, de résistance mécanique et de ténacité.

4

CONTRÔLE
& FINITION

Les opérations finales comprennent les contrôles dimensionnels, les essais qualité et, lorsque nécessaire, l’usinage des surfaces fonctionnels. Des traitements de surface ou des revêtements peuvent également être appliqués selon les conditions d’utilisation du composant.

5

POURQUOI LE REFOULAGE ?

La forge par refoulement permet de produire des composants longs présentant des géométries complexes et d’importantes variations de section transversale localisée. La réalisation monobloc évite les interfaces d’assemblage pour des pièces qui nécessiteraient autrement plusieurs éléments soudés ou un usinage important. La mise en forme progressive répartit la matière selon les sollicitations du composant et maintient un fibrage continu entre les différentes sections. Le procédé couvre aussi bien les développements spécifiques que les productions en série. Chez Setforge, il permet de réaliser des pièces monoblocs pouvant atteindre 5 mètres de longueur et 600 kg, destinées aux applications pour lesquelles la réalisation par forge conventionnelle devient impossible.

Découvrons ensemble comment la forge par refoulage peut bénéficier à votre projet !

Des propriétés mécaniques élevées

+

La déformation progressive oriente le fibrage selon les contours et les principales sollicitations du composant. Cette continuité de la matière favorise la résistance mécanique, la ténacité, la tenue aux chocs et la résistance en fatigue.

La forge par refoulement offre de meilleures propriétés mécaniques qu’une pièce usinée directement dans une barre car la déformation induite par le forgeage homogénéise la structure métallurgique et réduit les défauts de ségrégation présents naturellement entre le cœur et la peau d’une barre de forte section.

Des propriétés mécaniques élevées

Des composants longs et complexes

+

La succession des étapes de mise en forme permet de réaliser des plateaux, des épaulements, des sections variables, des formes en contre-dépouille et des contours élaborés tout en maintenant la continuité structurale du composant.

Les capacités Setforge permettent de produire des pièces monoblocs pouvant atteindre 5 mètres de longueur et 600 kg. Cette dimension évite le recours à des assemblages soudés complexes pour certains composants de structure ou de transmission de grandes dimensions.

Des composants longs et complexes

Utilisation optimisée de la matière

+

La forge par refoulement rassemble la matière dans les zones utiles au lieu de créer les variations de section par enlèvement de copeaux. La liberté de conception offerte par la forge par refoulement permet de limiter l’usinage aux seules surfaces fonctionnelles du produit. La proximité de la pièce forgée avec sa géométrie finale réduit également les volumes à usiner.

Cette efficience est particulièrement intéressante pour les composants longs et les matériaux à forte valeur, notamment le titane et les aciers spéciaux. Les paramètres de chauffe et de déformation sont adaptés à chaque alliage afin d’optimiser simultanément la matière et les performances obtenues.

Utilisation optimisée de la matière

Une grande flexibilité industrielle

+

Le procédé s’adapte au développement de prototypes, aux séries spécialisées et aux productions de volumes plus importants. La gamme de forge et les outillages sont définis selon la géométrie, la matière et les cadences recherchées.

Cette flexibilité permet d’accompagner l’évolution des programmes tout en maintenant la qualité et la régularité des composants. Le refoulage peut être complété par des opérations de traitement thermique et d’usinage.

Une grande flexibilité industrielle

Une chauffe limitée aux zones utiles

+

Le chauffage est limité aux parties de la barre qui doivent être déformées. Cette approche concentre l’énergie sur les zones utiles, facilite la mise en forme et limite les effets thermiques sur le reste du composant.

Associée à une répartition optimisée de la matière et à la réduction des opérations d’usinage, cette chauffe localisée contribue à améliorer l’efficience énergétique de la gamme et à réduire son empreinte environnementale.

Une chauffe limitée aux zones utiles
FAQ Image

LE REFOULAGE CHEZ SETFORGE

Setforge Barriol & Dallière compte parmi les spécialistes européens de la forge par refoulement. Son expérience et ses équipements permettent de produire des pièces longues et complexes pouvant atteindre 5 mètres et 600 kg, pour des applications dépassant les capacités habituelles de la forge en matrices.

Nos opérations de refoulement sont complétées par des prestations de traitement thermique, d’usinage et de contrôle, réalisées en interne ou avec des partenaires sélectionnés. Les moyens d’essais métallurgiques permettent de vérifier la conformité des propriétés mécaniques aux spécifications applicables. La matière, les paramètres de fabrication, les traitements et les résultats de contrôle font l’objet d’un suivi documenté. Cette organisation assure la traçabilité nécessaire aux applications critiques dans les secteurs automobile, aéronautique, énergétique et industriel.

Barre anti-roulis forgée pour équipements ferroviaires

BARRE ANTI-ROULIS

Acier
Ferroviaire

Tige d'actionneur forgée pour applications construction et mines

TIGE D'ACTIONNEUR

Acier
Agriculture

Tige de vérin forgée pour engins de construction

TIGE DE VÉRIN

Acier
Construction

Actionneur de plan horizontal réglable (THSA) forgé pour le marché aéronautique

TIGE THSA

Acier
Aéronautique

Raccord forgé pour le secteur pétrole et gaz

RACCORD

Acier
Pétrole & gaz

Biellette de commande forgée pour le marché ferroviaire

BIELLE DE COMMANDE

Acier
Ferroviaire

Arbre solaire forgé pour engins de construction

ARBRE PLANÉTAIRE

Acier
Mines

Œillet de bielle forgé pour engins de construction

ŒILLET DE BIELLE

Acier
Construction

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NOS PROCÉDÉS DE FORGE

Setforge forge des pièces de 0,1 kg à 1 500 kg sur l’ensemble des procédés de forge en matrice fermée. Une étendue de capacités tout simplement unique sur le marché. Du prototype à la production automobile en grande série, notre approche va bien au-delà de la forge elle-même : nous accompagnons nos clients dès les premières étapes du co-développement jusqu’aux opérations de finition, couvrant chaque étape du parcours, de l’intention de conception à la pièce finie.

Découvrez les géométries et types de pièces que nous forgeons !

pièces forgées à chaud

FORGE À CHAUD
De 0,2 kg à 1 500 kg
Adapté à une large gamme de formes complexes, plates ou en volume. Poids maximum : Acier 1 500 kg | Acier inoxydable 1 400 kg | Ti et base Ni 200 kg.

Pièces produites par électrorefoulage

ÉLECTRO-REFOULAGE
De 0,1 kg à 200 kg
Pièces longues avec plateau jusqu'à 1 200 mm de longueur, diamètre de plateau jusqu'à 450 mm et diamètre de barre initial jusqu'à 130 mm.

Pièces produites par refoulage

REFOULAGE
De 2 kg à 600 kg
Pièces longues à géométrie de tête complexe jusqu'à 5 000 mm de longueur, diamètre de tête jusqu'à 400 mm et diamètre de barre initial jusqu'à 170 mm.

Pièces forgées à froid

FORGE À FROID
De 0,3 kg à 25 kg
Arbres et pièces longues, diamètre max. jusqu'à 120 mm et longueur jusqu'à 800 mm.

Pièces produites par extrusion à chaud

EXTRUSION À CHAUD
Jusqu'à 1 500 kg
Profils tubulaires et en forme d'arbre, droits ou profilés, avec ou sans perçage à chaud, diamètre extérieur max. 500 mm, longueur max. 1 700 mm.

Pièces aluminium forgées

FORGE ALUMINIUM
De 0,1 kg à 200 kg
Adapté à une large gamme de formes complexes plates ou en volume en séries 1XXX à 7XXX.

Pièces forgées à mi-chaud

FORGE À MI-CHAUD
Jusqu'à 4 kg
Pièces variées, diamètre jusqu'à 130 mm et longueur jusqu'à 450 mm.

Pièces produites par laminage circulaire

LAMINAGE CIRCULAIRE
Jusqu'à 12 kg
Engrenages et couronnes avec différentes géométries de section jusqu'à 250 mm de diamètre.

UNE APPROCHE À 360°

Au fil des années, nous avons développé une expertise concrète dans chacune des disciplines nécessaires à la réalisation d'une pièce forgée : de l'ingénierie amont et la conception d'outillages, jusqu'au traitement thermique et aux opérations d'usinage. Chacune de ces compétences s'est construite à travers une expérience industrielle réelle, en étroite collaboration avec des constructeurs, des équipementiers internationaux de rang 1 et des partenaires d'usinage. Il en résulte un partenaire qui maîtrise l'ensemble de la chaîne, anticipe les contraintes à chaque étape, et reste impliqué de la première discussion technique jusqu'à la livraison finale.

Explorez l'étendue complète de nos capacités !

ENGINEERING

Setforge Engineering apporte un support technique à l'ensemble des sites du groupe, en combinant expertise en forge, métallurgie et simulation numérique. Nos ingénieurs jouent à la fois le rôle de moteur d'innovation interne et de centre d'excellence externe.

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OUTILLAGE

Nous gérons l'ensemble du cycle de vie des outillages en interne, de la simulation par éléments finis à l'usinage CNC, garantissant des performances optimales des matrices, des délais réduits et une personnalisation adaptée à chaque procédé.

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TRAITEMENT THERMIQUE

Grâce à des cycles de chauffe et de refroidissement précisément maîtrisés, nous éliminons les tensions internes et optimisons la microstructure, pour garantir à vos composants la résistance, la durabilité et la stabilité dimensionnelle exactement recherchées.

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USINAGE

Setforge pilote l'ensemble du processus, du forgeage à la finition, en interne ou avec des partenaires sélectionnés, pour livrer des composants finis, tout en offrant des cycles de développement plus rapides et une chaîne d'approvisionnement simplifiée.

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