Tout savoir sur l’extrusion métallique

L’extrusion métallique est un procédé de fabrication pour obtenir des matériaux spécifiques de notre quotidien.

L’extrusion est un procédé de fabrication thermomécanique par lequel un matériel compressé est contraint de traverser une filière ayant la section de la pièce à obtenir. Par ce procédé, on peut obtenir un produit long présentant une section transversale constante sur la longueur de la barre en entier.

L’extrusion de l’aluminium, comment ça marche ?

L’extrusion aluminium est définie par l’ensemble des moyens pour procéder à l’obtention d’un profilé métallique. On peut utiliser plusieurs métaux dans ce procédé. Selon la finalité, on peut donc définir une liste de métal utilisable pour la fabrication d’une extrusion. Toutefois, généralement on utilise l’aluminium est le plus utilisé pour obtenir des profilés élaborés répondant aux besoins des clients.

La conception des profilés par l’intermédiaire d’une extrusion peut assimiler différentes fonctions.

Par exemple, on peut créer des tubes intégrés, des renforts muraux pour vissage, des canaux de vissage…

Les différents types d’alliages

Quel que soit le type d’alliage, ils peuvent subir une extrusion, toutefois, la difficulté d’extrusion diffère des uns des autres. A priori, on peut distinguer 9 différents types d’alliage noter : « 1 à 9 XXX ». Les alliages 1 XXX correspondent à des alliages constitués totalement d’aluminium, soit à 99 % en minimum. Pour les alliages 2 XXX, il s’agit d’un alliage dont le cuivre est le matériel principal. Puis, les alliages 3 XXX sont riches en pourcentage de manganèse, et ceux avec la notation 4 XXX et 5 XXX sont respectivement associé aux alliages du silicium et du magnésium. Ensuite, les alliages 6 XXX combinent le silicium et le magnésium comme constitution. Enfin, les deux dernières catégories (7 XXX et 8 XXX) s’associent successivement au zinc et à d’autres éléments métalliques.

Les alliages les plus utilisés dans l’extrusion aluminium sont les séries 2 XXX, 6 XXX et 7 XXX. Ces séries sont généralement thermodurcissables et nécessitent un traitement thermique pour la fabrication des profilés. Les autres séries sont plutôt non-thermodurcissables et ne nécessitent donc pas de traitement thermique. Pour ces alliages, on se contente d’un travail à froid en appliquant des méthodes de laminage, pliage et filage à l’acier.

Alliage de série 1 XXX

Les alliages de la série 1 XXX correspondent aux alliages commercialement purs. Ils sont utilisés dans de nombreuses applications qui ne requièrent pas de résistance mécanique. Ils sont constitués principalement d’aluminium. L’alliage de la série 1 XXX possède une très forte résistance à la corrosion, et a une haute conductivité électrique et thermique. Ces caractéristiques le rendent facilement maniable. Dans le domaine immobilier, elle est donc utilisée pour la fabrication de conducteurs électriques ainsi que les profilés des éléments décoratifs.

Alliage de série 2 XXX

Pour l’obtention d’une résistance à la traction au cours d’un traitement thermique, l’alliage de la série 2 XXX utilise le cuivre comme matériel principal. Contrairement à l’alliage de la série 1 XXX, celui-ci ne possède pas des propriétés ayant une résistance à la corrosion. Il a donc besoin d’une protection soit par revêtement d’alliage avec les séries 6 XXX soit par anodisation. L’utilisation principale de ce dernier se localise dans la fabrication des structures rivetées et boulonnées dans le domaine militaire. Par exemple, ils sont utilisés dans la fabrication les réservoirs cryogéniques des avions.

 Alliage de série 6 XXX

Pour l’extrusion aluminium, la série 6 XXX possède les caractéristiques les plus favorables. L’alliage possède des propriétés thermodurcissables, un maillage et soudure élevée, polyvalente et une forte résistance mécanique ainsi qu’à la corrosion. Ce type d’alliage est constitué de silicium et de magnésium qui va créer des profilés très résistants. Il s’agit d’un matériel de premier choix pour des applications structurelles et architecturales complexes de l’extrusion, car il peut être soudé et anodisé facilement. De nombreuses industries ferroviaires, terrestres, maritimes… l’utilisent dans la fabrication des ponts et passerelles.

Alliage de série 7 XXX

Le Zinc est le matériel principal de ce type d’alliage. Il n’est utilisé que dans la fabrication des profilés nécessitant une importante résistance mécanique. Généralement, on l’utilise pour la fabrication des pièces d’avion ainsi que les parechocs des voitures.

 

Le déroulement de l’extrusion métallique

A priori, l’extrudeur utilise pour l’extrusion aluminium une quantité suffisante des alliages les plus courants, notamment ceux de la série 6 XXX pour qu’il puisse répondre de fidèlement aux demandes des clients. La réussite de l’extrusion se traduit par l’atteinte des caractéristiques demandées par le client (la finition des surfaces, les tolérances dimensionnelles et la résistance mécanique). Pour atteindre ces différentes caractéristiques, la température de préchauffage, de pressage et du taux de refroidissement doit avoir un contrôle strict.

Le Préchauffage

En premier lieu, les billettes doivent passer dans un processus de préchauffage. Cette étape est primordiale pour que le métal adopte la température idéale afin de devenir malléable. La température moyenne pour que le métal devienne malléable durant l’extrusion se place entre 450 et 500 °C.

Pressage

Après le préchauffage, les billettes doivent passer par une suite de pressage pour que le métal puisse par la suite passer à travers une filière. La pression est exercée par un piston hydraulique avec une force de pression allant de quelques centaines de tonnes à 20 000 tonnes voir plus. Il est à noter que la force de pression varie en fonction du diamètre des billettes.

Le refroidissement

À la sortie des matrices d’extrusion aluminium et des procédés de pressage, le profilé obtenu passe par la suite par un procédé de refroidissement. À cet effet, de nombreuses méthodes sont utilisées comme l’utilisation du jet d’eau, d’une brume ou d’un air forcé. Dans certains cas, il est également possible que l’extrudeur utilise une combinaison de ces méthodes afin d’obtenir des résultats. À l’issue de cette étape, le profilé retrouve alors une température normale pour pouvoir être touché à la main sans qu’on se brûle et pour garder sa forme.

Après le refroidissement, les profilés subissent des rectifications, et une vérification minutieuse avant d’être classés dans des containers.

Pour finir, il se pourrait que l’extrudeur opte pour un traitement de chaleur dans le but d’augmenter la résistance mécanique à l’issue de l’extrusion aluminium.

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