Dans le monde des armes à feu, le canon est un élément essentiel qui conditionne directement les performances de tir. La fabrication d'un canon est un art qui marie savoir-faire traditionnel et technologies modernes, visant à optimiser la force, la légèreté, l'élasticité, l'équilibre et la puissance de tir.
Les aciers utilisés pour les canons sont souvent l’acier Inoxydable #416 ou l’acier Chromoly (Chrome/Molybdène). Le métal employé pour la fabrication des tubes doit être non seulement résistant, mais élastique ; les aciers très durs sont d'un "dressage" difficile et manquent d'élasticité.
Deux méthodes principales sont employées :
Pour tous les canons, les tubes sont plus épais au tonnerre qu'à la bouche, adoptant une forme conique. Le canonnier, partant de barreaux cylindriques, les fait refouler au diamètre voulu à une extrémité, puis procède au perçage, au reforage et à l'alésage, en laissant suffisamment de métal à la bouche pour le choke. Les tubes sont ensuite tournés, meulés et leur profil rectifié.
La fabrication des rayures, appelée "le rayage", impacte directement la précision et la résistance du canon. La manière de procéder peut "stresser" plus ou moins le métal, et le traitement à l’issue du rayage est primordial.
Lire aussi: Précision et Efficacité du Sertissage Multicouche
Voici les principales méthodes de rayage :
Également appelée méthode traditionnelle, celle-ci remontrait en 1492 à Nuremberg. C’est la méthode la plus longue mais la moins contraignante pour l’acier. Elle consiste à faire passer à l’intérieur du tube un outil : coupe-crochet. L’outil retire quelques dixièmes de millimètre à chaque passage, rayure par rayure. En parallèle, on fait tourner le tube, ou l’outil sur lui-même, afin d’imprimer le twist désiré. Si le tube nécessite 8 rayures, l'outil doit effectuer 8 passages. Cette opération est réalisée jusqu’à obtention du diamètre voulu en fond de rayure. Cette méthode peut prendre une heure (voir plus) en fonction de la profondeur désirée, du TWIST et de la longueur du tube, ce qui est très long au vues des technologies actuelles. Aucune contrainte n’est imprégnée au métal. Cette méthode permet d’obtenir d’excellents canons de précision qui devront impérativement être rodés afin de retirer toutes aspérités dû au rayage. La tolérance et la précision sont accrues et le « custom » est possible. Comme la procédure est plus longue que les autres méthodes, un canon réalisé par « Cut Rifling » coûtera plus cher.
Méthode extrêmement rapide, elle consiste à passer un mandrin en carbure de tungstène avec pour relief le profil des rayures. Un seul passage est nécessaire et il suffit d’une minute en moyenne pour imprégner les rayures dans le tube. Les mandrins sont résistants et plutôt « bon marché » et les machines relativement simple à concevoir. Le TWIST sera en fonction de l’inclinaison des rayures positives sur le mandrin. Une très bonne lubrification est primordiale. En effet, tout glissement de l’olive sur son axe lors de son passage dans le tube entraînera un décalage du pas de rayure. Cela peut représenter 5 à 10% de glissement. Pour faire simple, un tube de 1/12 peut glisser à 1/13 par endroit et impacter directement la précision du canon. Un tel décalage n’est bien sûr pas visible à l’œil nu et peut même passer à travers les contrôles qualité. Un problème de concentricité de diamètre d’alésage en fond de rayure peut également apparaître. Ceci aura comme impact la précision du tir à courte distance. C’est l’une des raisons pour lesquelles le nombre de rayures peut être augmenté. Toutes ces risques sont uniquement liés au contraintes imposées au métal lors du passage du mandrin. Tout est une histoire de continuité dimensionnelle du tube et de ses rayures, et d’un minimum de formation d’imperfection (invisible à l’œil). La qualité du métal est un élément majeur pour ce genre de fabrication afin, encore une fois, d’obtenir la meilleure homogénéité dimensionnelle. Si ce choix est bon et que le travail est bien réalisé, le résultat sera excellent et les canons précis. Dans cette méthode de fabrication, le métal doit-être re stabilisé avant de le profiler. Sans traitement, la libération des tensions du métal entraînera une augmentation de l’alésage.
Pour être juste, nous devrions plutôt l’appeler « empreinte à froid ». En effet, cette méthode ne consiste pas à rayer au sens propre l’acier pour créer les rayures, mais plutôt à les imprégner à l’aide de gros « marteaux » de frappe. Le tube est découpé en deçà de sa longueur totale finie puis percé de part en part. On insert ensuite une forme (moule positif) en tungstène. Cette forme peut même contenir la chambre. Puis, 4 à 6 marteaux viennent frapper sur le métal qui, en se déformant, s’allonge le long de la forme en s’empreignant des rayures. Les contraintes pour le métal sont énormes et là encore, un traitement adapté et très rigoureux doit-être respecté à l’issue. Le profil extérieur peut également être réalisé à ce stade. Deux minutes environ suffisent à la réalisation de cette opération. La forme coûte très chère. La flexibilité n’est pas permise avec ce type de méthode. L’uniformité dimensionnelle est respectée.
C'est également une méthode de rayage rapide. L'outil est tiré à travers le canon tout en ayant une rotation, toutes les rayures sont faites en même temps. La clé de la réussite de cette technique est la qualité et précision de la broche car l'outil est unique et fait le travail en une seule passe. De plus, la broche n'est utilisable que pour un seul type de canon, chaque changement de diamètre, nombre ou type de rayure ou autres entraîne un changement de broche.
Lire aussi: Cartouche de silicone : extraction et réutilisation
La méthode consiste un peu comme celle du martelage a placer un tube d'un diamètre supérieur au produit final sur une matrice (négatif des rayures) sauf qu'on ne va pas frapper avec des marteau pilons. L’opération se passe sur une sorte de tour CNC, le tube et la matrice tourne alors que des rouleaux exercent une pression pour modeler le métal à la forme de la matrice. Le canon est généralement formé en plusieurs passes. Même si le processus se déroule à froid, le principe fait chauffer les pièces et doivent être refroidi avec un liquide. Cette méthode permet d'avoir un fini de très haute qualité et une précision dimensionnelle très élevée.
La méthode de rayage par électro-érosion électrique consiste à retirer les couches de métal au moyen d'arcs électriques. On connecte le canon à une source électrique et une électrode également connectée à une source électrique est approchée de l'endroit à usiner. Cela se déroule avec les 2 pièces immergées dans un liquide diélectrique. Lorsque l’électrode approche le canon, un arc électrique est généré et fait fondre et vaporise de minuscules parties de métal. Bien évidemment tout ceci est réalisé sur des machines CNC. Cette technique permet d'usiner des matériaux très durs qui sont difficiles à usiner par d'autres méthodes.
Moins coûteuse et plus adaptée à la production de masse, la méthode de rayage par électro-érosion chimique consiste en un processus de plaquage de métal inversé. On utilise une électrode en plastique sur laquelle on fixe des bandes métalliques. Les bandes métalliques sont une image inversée des rayures. Seul le plastique peut toucher le canon, ensuite le tout est plongé dans une solution électrolytique. L'électricité crée une réaction chimique entre les parties métalliques.
Sur les fusils de base, les deux tubes usinés sont ajustés avec les crochets au niveau des tonnerres, les bandes supérieure et inférieure étant également assemblées et le tout soudé ensemble. Pour les fusils de qualité supérieure, le crochet est encastré dans sa partie supérieure et sur toute sa longueur entre les deux tubes de canon.
Enfin pour les fusils de première qualité, c'est l'assemblage "demi-bloc" qui est choisi : chaque tube usiné comporte son demi-crochet longitudinal qui comprend son propre mode d'assemblage. Le canonnier ajoute alors les bandes inférieures et supérieures, les cales, la pièce d'appui du devant ; après quoi, l'ensemble est brasé au cuivre.
Lire aussi: Maîtriser le pistolet à colle
Dans les fabrications en grande série, on utilise des barreaux qui sont percés, reforés et alésés sur des machines à commande numérique. Les deux tubes terminés sont étamés, puis soudés à l'étain ou au moyen d'un alliage à base d'argent et reliés par une entretoise épousant leurs profils et garantissant une solidité absolue.
Les assemblages peuvent être réalisés par :
L'intérieur du canon comprend différentes parties : le drageoir, la chambre, le cône de raccordement, l'âme et le choke. Les tubes artisanaux de haute qualité voient l'intérieur de leurs surfaces soigneusement pierrées et polies en long, ce qui est déterminant pour la régularité de la gerbe.
Les canons de production industrielle sont protégés intérieurement par un chromage qui garantit une résistance à la corrosion quasi inaltérable. Sur des fusils haut de gamme, afin de conserver toute l'élasticité de l'acier et obtenir des performances supérieures, les canons ne sont pas chromés, ils sont fabriqués avec des aciers résistant davantage à l'oxydation. Toutefois ces tubes demandent un entretien précautionneux.
La protection extérieure des canons est assurée par bronzage, brunissage au chrome noir ou au téflon, chaque fabricant ayant ses méthodes et spécificités.
Partie terminale du canon, le choke mène un rétrécissement progressif du diamètre de l’âme. En effet, un rétrécissement nul ou faible de l’ordre de 1 à 2 dixièmes de mm aura tendance à former une gerbe cylindrique avec une surface frontale importante, à la sortie du canon l’air pénétrant rapidement dans la gerbe éclatera cette dernière rapidement. Par voie de conséquence, le groupement des plombs sera plus important.
Les chokes interchangeables, initialement mal perçus, ont évolué grâce aux nouvelles technologies (chokes longs, rallongés extérieurs) et à l'utilisation de nouveaux matériaux (aciers fortement alliés, aciers inoxydables, titane).
Attention : Quelle que soit la qualité des chokes, il est impératif de veiller à leur entretien, notamment pour ce qui concerne la corrosion. En effet, un choke rouillé à l’intérieur du canon sera très difficile à démonter sans détériorer le taraudage du canon.
| Méthode de Rayage | Description | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|
| Cut Rifling | Outil coupe-crochet retire de petites quantités de métal à chaque passage. | Moins contraignant pour l'acier, excellente précision. | Méthode lente, coût élevé. |
| Bouton Rifling | Mandrin en carbure de tungstène imprègne les rayures en un seul passage. | Méthode rapide, mandrins résistants et bon marché. | Risque de décalage du pas de rayure, contraintes sur le métal. |
| Hammer Forging | Marteaux frappent le métal autour d'un mandrin pour imprégner les rayures. | Uniformité dimensionnelle. | Contraintes importantes pour le métal, forme coûteuse. |
| Broaching | Outil unique tiré à travers le canon en rotation. | Rayage rapide. | Nécessite une broche de haute précision, limitée à un seul type de canon. |
| Rotary Swaging | Rouleaux exercent une pression sur le tube pour le modeler contre une matrice. | Fini de haute qualité, précision dimensionnelle élevée. | Processus nécessitant un refroidissement. |
| Electrical Discharge Machining | Arcs électriques retirent les couches de métal. | Permet d'usiner des matériaux très durs. | Processus lent, nécessite des machines CNC. |
| Electrochemical Machining | Processus de plaquage de métal inversé avec une électrode en plastique. | Moins coûteux, adapté à la production de masse. | Précision potentiellement limitée. |
L’entretien du canon est une étape essentielle pour tout chasseur. Après une journée de chasse, il est impératif de sécher et de nettoyer son arme pour éviter la corrosion. Le nettoyage du canon se fait en plusieurs étapes : dégraissage, utilisation d’écouvillons pour enlever les résidus de poudre et polissage avec un coton doux. Enfin, l’application d’huile de finition et le graissage des pièces mécaniques sont importants pour assurer leur bon fonctionnement et prolonger leur durée de vie.
En conclusion, la fabrication d'un canon de fusil est un processus complexe qui requiert une expertise technique et un savoir-faire pointu. Le choix des matériaux, la méthode de rayage et les finitions sont autant de facteurs déterminants pour la qualité et la performance de l'arme.
tags: #tube #pour #canon #de #fusil #fabrication
Chargement des visites
