Façonnage et transformation de l’aluminium : méthodes et traitements

1. Comment l’aluminium est-il façonné en feuilles ou en profilés ?

L’aluminium est façonné en feuilles ou profilés par différents procédés, selon la forme finale désirée. Voici les principales méthodes utilisées :

• Le laminage à chaud : L’aluminium est chauffé à une température élevée, puis passé à travers des rouleaux pour réduire son épaisseur. Ce procédé est principalement utilisé pour fabriquer des feuilles d’aluminium. L’aluminium est chauffé à environ 400°C à 500°C avant d’être laminé. Il devient plus souple, ce qui permet de l’étirer en feuilles minces.
• Le laminage à froid : Une fois que l’aluminium a été laminé à chaud et refroidi, il peut être traité par laminage à froid pour obtenir des feuilles encore plus minces et avec une finition de surface plus lisse. Le laminage à froid donne également à l’aluminium plus de résistance et de dureté.
• L’extrusion (pour les profilés) : Ce procédé consiste à forcer l’aluminium chauffé à travers une matrice pour créer des profils spécifiques. L’aluminium est chauffé, puis poussé à travers un moule sous haute pression, ce qui lui permet de prendre des formes complexes comme des barres, des tubes, ou des profilés utilisés dans des structures telles que les fenêtres, les portes, ou les cadres.

2. Quelles sont les méthodes de fabrication de pièces en aluminium ?

La fabrication des pièces en aluminium peut être réalisée par plusieurs méthodes :

• Moulage : L’aluminium fondu est versé dans des moules pour produire des pièces de formes complexes. Ce procédé peut se faire par moulage sable, pression ou cire perdue.
• Extrusion : Comme mentionné précédemment, l’aluminium chauffé est poussé à travers une matrice pour produire des profilés. Cette méthode est couramment utilisée pour produire des pièces longues et continues de forme constante.
• Usinage : L’usinage de l’aluminium est un procédé mécanique où des outils de coupe, comme des fraises, des tours ou des perceuses, sont utilisés pour façonner les pièces en aluminium. Ce procédé est utilisé pour des pièces de formes complexes, notamment dans l’aéronautique.
• Soudage et assemblage : Les pièces en aluminium peuvent être soudées ou assemblées par rivetage ou vissage. Les alliages de la série 5000 et 6000 sont particulièrement adaptés à la soudure.

3. Peut-on forger l’aluminium ?

Oui, l’aluminium peut être forgé, mais cela nécessite des températures plus élevées par rapport à certains autres métaux. Le forgage de l’aluminium est souvent effectué à des températures autour de 350°C à 500°C. Le forgage permet de créer des pièces plus solides et de meilleure qualité mécanique, car le procédé recristallise le métal et améliore ses propriétés.

Les pièces forgées en aluminium sont généralement plus solides que celles fabriquées par moulage ou par extrusion, et elles sont utilisées dans des applications telles que les pièces de moteurs ou les composants d’aéronefs, où la résistance est cruciale.

4. Quels sont les traitements thermiques appliqués à l’aluminium ?

Le traitement thermique de l’aluminium sert à améliorer ses propriétés mécaniques, comme la résistance, la dureté ou la ductilité. Voici les principaux traitements thermiques appliqués à l’aluminium :

• Solutionnement : L’aluminium est chauffé à une température spécifique (généralement entre 400°C et 500°C) et maintenu à cette température pendant un certain temps pour dissoudre les éléments d’alliage dans la matrice. Cela augmente la résistance et la dureté de l’aluminium.
• Trempe : Après le solutionnement, l’aluminium est rapidement refroidi par immersion dans de l’eau ou de l’air pour fixer les éléments dissous et augmenter la résistance.
• Vieillissement : Après la trempe, l’aluminium peut être vieilli à température ambiante ou à des températures plus élevées pour augmenter sa résistance mécanique. Le vieillissement permet la précipitation de certains éléments d’alliage et renforce ainsi la structure.
• Recuit : Ce traitement consiste à chauffer l’aluminium à une température modérée pour réduire la dureté et améliorer la ductilité. Le recuit est souvent appliqué aux alliages d’aluminium qui doivent être formés facilement.

5. Comment découper l’aluminium ?

L’aluminium peut être découpé à l’aide de plusieurs outils et procédés en fonction de l’épaisseur et de la forme du matériau :

• Scie à métaux ou scie circulaire : Utilisée pour découper de l’aluminium en feuilles ou en profilés plus petits.
• Découpe au laser : La découpe au laser est précise et utilisée pour découper des formes complexes et des contours fins sur des plaques d’aluminium. Cela est souvent utilisé dans des applications industrielles.
• Découpe au plasma : Le plasma est utilisé pour couper des pièces d’aluminium plus épaisses. La chaleur générée par le plasma fond l’aluminium, ce qui permet une coupe nette.
• Découpe mécanique : L’aluminium peut également être découpé à l’aide de cisailles, meuleuses ou fraises, en fonction des spécifications.

6. L’aluminium peut-il être embouti ?

Oui, l’aluminium peut être embouti grâce à sa bonne formabilité. Ce procédé consiste à appliquer une pression sur une plaque d’aluminium pour la déformer et lui donner une forme spécifique. L’emboutissage est utilisé pour produire des pièces comme des boîtiers, des panneaux de carrosserie automobile ou des conteneurs, et il est largement utilisé dans l’industrie automobile et la fabrication de composants électroniques.

7. Comment fileter de l’aluminium ?

Le filetage de l’aluminium se fait généralement par usinage à l’aide d’une machine de tournage ou d’une fraiseuse. Voici les étapes générales pour fileter de l’aluminium :

1. Choisir l’outil adapté pour couper le filetage (un outil de coupe en carbure ou en acier rapide est souvent utilisé).
2. Configurer la machine pour effectuer un mouvement rotatif et linéaire précis pendant la coupe du filetage.
3. Procéder à l’usinage : L’aluminium est tourné ou fraisé pour créer des filetages intérieurs (taraudage) ou extérieurs (filetage de vis).

8. Quelle est la dureté de l’aluminium par rapport à d’autres métaux ?

L’aluminium a une dureté relativement faible par rapport à des métaux comme l’acier ou le titane. Par exemple, la dureté de l’aluminium pur est d’environ 15-20 sur l’échelle de Mohs, tandis que l’acier a une dureté beaucoup plus élevée, souvent autour de 4-8 (dépendant du type d’acier). Cependant, les alliages d’aluminium peuvent être renforcés par des traitements thermiques ou par l’ajout d’autres éléments d’alliage comme le zinc, le cuivre, ou le magnésium, ce qui augmente leur dureté.

9. L’aluminium est-il cassant ?

L’aluminium pur, bien qu’il soit relativement malléable, n’est pas considéré comme cassant. Cependant, les alliages d’aluminium peuvent être plus susceptibles de se fissurer ou de se casser sous certaines conditions, notamment à basse température. L’aluminium devient plus fragile à des températures inférieures à -40°C, mais dans des conditions normales, il est généralement ductile et flexible.

10. Quelle est la différence entre l’anodisation et le thermolaquage ?

Thermolaquage : Le thermolaquage consiste à appliquer une peinture en poudre (poudre de résine thermoplastique ou thermodurcissable) sur la surface de l’aluminium, puis à la faire cuire à haute température pour fixer la couche de peinture. Ce procédé donne une finition colorée, lisse et résistante, mais n’est pas aussi résistant à la corrosion que l’anodisation, bien qu’il offre une excellente protection contre l’usure.

Anodisation : C’est un procédé électrochimique qui permet de créer une couche d’oxyde sur la surface de l’aluminium. Cette couche est très durable, résistante à la corrosion et peut être colorée par immersion dans des colorants. L’anodisation permet aussi de renforcer la surface de l’aluminium tout en conservant son aspect naturel métallique.