J'ai toujours aimé regarder un forgeron travailler. C'est une forme d'art et un processus fascinant que de les regarder extraire du métal chauffé à blanc de la forge, puis quelques minutes plus tard, grâce à un martelage et un façonnage habiles, voir un objet du quotidien prendre forme. Il y a quelque chose d'intrigant dans tout cela, de l'odeur du feu au métal chauffé à blanc en passant par le cliquetis rythmique du marteau.
Autrefois, un forgeron était connu pour fabriquer des outils, des fers à cheval, des pièces de chariot, des outils agricoles et tout ce qui était en métal. Mais lorsque l'automobile est arrivée et a créé le besoin de mécaniciens automobiles et d'outils automobiles spécifiques, la révolution industrielle avait déjà changé le monde avec le développement de machines et de processus visant à minimiser le travail manuel et à augmenter la production de produits. Et ce n'est pas la seule chose qui a changé.
Les outils d'aujourd'hui sont conçus pour résister à des niveaux de stress bien supérieurs à ceux d'autrefois, et en tant que techniciens automobiles, nous comptons sur eux. Loin du marteau et de l'enclume, le monde de la fabrication d'aujourd'hui est un sujet fascinant, qui combine l'évolution de la science et de la technologie dans un processus dynamique.
Les clés sont l'un de nos outils les plus utilisés et peuvent subir de sérieux abus. J'ai donc pensé que c'était le moment idéal pour jeter un œil à leur fabrication. Voici un aperçu.
Chaque entreprise a ses propres formules et procédures, mais les principales étapes du processus sont généralement les mêmes. Tout commence par le matériau.
La plupart des clés sont fabriquées à partir d'un alliage d'acier, et plus précisément d'acier au chrome vanadium 6140. La raison en est que l'acier au chrome vanadium 6140 est un matériau éprouvé pour les produits qui nécessitent à la fois résistance et durabilité. Bien que ces deux aspects puissent sembler identiques à première vue, ce sont deux choses différentes.
La résistance est une caractéristique qui signifie qu’un matériau peut supporter une force considérable, et la durabilité est une caractéristique qui signifie qu’il peut supporter cette force encore et encore.
« Lorsque vous choisissez un alliage pour fabriquer un outil, vous devez penser à l'utilisation finale. Le type de matériau avec lequel vous allez fabriquer un marteau est différent de celui avec lequel vous allez fabriquer une clé. »a déclaré Paul Dean, vice-président des opérations chez Gray Tools.« Vous choisissez un matériau qui va conférer les propriétés requises par l'outil final. Lorsque vous pensez à une clé, elle doit être solide pour ne pas se déformer, et elle doit être durable pour ne pas s'user. Le chrome vanadium est un matériau courant, mais nous l'utilisons tous en raison de ses propriétés communes. »
Les fabricants de clés reçoivent des matériaux en grande quantité, par exemple de longues tiges d'acier. Lors du processus de pré-production, ces tiges sont coupées à des dimensions spécifiques, puis souvent sablées pour éliminer toutes les impuretés qui pourraient affecter le processus de production. La billette, qui n'est alors qu'un simple morceau de métal, est ensuite chauffée à une température proche de sa température de fusion.
Ensuite, la pièce est forgée, un processus qui consiste à prendre la billette chaude et à la façonner en une pièce forgée brute. La pièce forgée brute vous donne la forme que vous souhaitez, mais pas nécessairement toutes les dimensions dont vous avez besoin. Lors de la fabrication de clés, plusieurs tailles peuvent être fabriquées à partir de la même pièce forgée. Le processus de forgeage ne comporte souvent qu'une seule étape, mais il en nécessite parfois plusieurs en fonction de la configuration de la clé, et certains fabricants utilisent une atmosphère d'azote pendant certaines parties de celui-ci pour protéger la pureté de l'acier de l'oxygène environnant, qui pourrait provoquer des brûlures et des scories.
Les pièces forgées refroidissent rapidement d'elles-mêmes, mais passent ensuite à l'étape suivante du recuit. Le recuit est une forme de traitement thermique qui modifie les propriétés physiques du métal pour le ramollir en vue des étapes de finition.
Ensuite vient le brochage, un procédé d'usinage spécifique qui est le moyen le plus courant de dimensionner les extrémités ouvertes et fermées des clés. Une broche est un outil de travail des métaux qui possède une succession de dents dont la taille augmente par petits incréments, et le brochage tiré est le procédé le plus courant pour les clés, où la broche est tirée jusqu'à ce que vous obteniez la taille souhaitée.
Il est maintenant temps d'estamper la clé, ce qui comprend la taille, le numéro de pièce et le nom de l'entreprise, et cela se fait généralement sur une presse à poinçonner. Après le forgeage, une clé est recuite afin qu'elle soit suffisamment solide pour accepter l'enlèvement de matière et l'estampage, mais après l'estampage, le métal n'a plus besoin de travail d'un point de vue moléculaire pour se déplacer ou se façonner.
Il faut maintenant passer au traitement thermique. Toutes les clés sont traitées thermiquement pour répondre aux normes de dureté établies par les sociétés de réglementation américaines et internationales. Les niveaux de dureté minimum et maximum sont très spécifiques. Une clé ne peut pas être trop molle, car elle risquerait de s'arrondir pendant l'utilisation, et pas trop dure, ce qui la rendrait cassante. Le processus de traitement thermique, qui est une partie critique et très scientifique de la fabrication, est souvent suivi et combiné avec la trempe et le revenu.
Un exemple est le traitement thermique qui chauffe la clé et permet l'absorption du carbone dans la couche superficielle, suivi d'un processus de refroidissement appelé trempe, qui la plonge dans une huile chauffée pour contrôler précisément le temps de refroidissement. La trempe est ensuite un processus de chauffage et de refroidissement immédiat avec différents paramètres. Le traitement thermique renforce la clé, la trempe l'empêche de devenir trop cassante.
Beaucoup considèrent que le traitement thermique est la partie la plus compliquée du processus de fabrication. « Chaque matériau a une recette différente pour le traitement thermique », explique Dean. « Vous indiquez à votre spécialiste du traitement thermique le matériau et la dureté souhaitée, et il vous proposera une courbe. Le véritable problème est qu'il ne faut pas refroidir trop rapidement, car le métal pourrait se délaminer ou présenter des microfissures. On le fait généralement dans de l'huile plus chaude pour ralentir le refroidissement. »
Le processus de traitement thermique peut prendre des heures et il s'agit d'une formule très spécifique qui peut être difficile à appliquer correctement, il existe donc toujours une variation acceptable. Une fois les clés traitées thermiquement, elles sont vérifiées à l'aide d'un testeur de dureté pour s'assurer qu'elles respectent la tolérance requise.
