Divers matériaux métalliques et non métalliques sont utilisés dans les matrices d'emboutissage, notamment l'acier au carbone, l'acier allié, la fonte, l'acier moulé, le carbure cémenté, les alliages à faible point de fusion-point de fusion-, les alliages à base de zinc-, le bronze d'aluminium, les résines synthétiques, le caoutchouc polyuréthane, les plastiques et le contreplaqué de bouleau laminé. Les matériaux utilisés dans la fabrication des matrices nécessitent une dureté élevée, une résistance élevée, une résistance élevée à l'usure, une ténacité appropriée, une trempabilité élevée et une déformation minimale ou nulle pendant le traitement thermique, ainsi qu'une résistance à la fissuration pendant la trempe. Comprenons d'abord les types de matériaux utilisés dans les matrices d'estampage. Les matériaux utilisés dans la fabrication des matrices d'emboutissage comprennent l'acier, le carbure cémenté, le carbure cémenté lié à l'acier-, les alliages à base de zinc -, les alliages à faible -point de fusion -, le bronze d'aluminium et les matériaux polymères, entre autres. Actuellement, l’acier est le principal matériau utilisé dans la fabrication des matrices d’emboutissage. Les matériaux couramment utilisés pour les pièces de travail des matrices comprennent : l'acier à outils au carbone, l'acier à outils faiblement-allié, l'acier à outils à haute-carbone à haute teneur-chrome ou moyen-chrome, l'acier allié au carbone moyen-, l'acier rapide-l'acier de base et le carbure cémenté, l'acier-carbure cémenté lié, etc.
Les exigences de performance des matériaux de moulage varient en fonction des conditions de travail. Les matériaux couramment utilisés comprennent les matrices d'estampage à froid et les matrices de découpage, qui sont principalement utilisées pour l'emboutissage et le formage de diverses tôles. Leurs arêtes de coupe sont soumises à des frottements et à des impacts intenses pendant le fonctionnement. Ils doivent posséder une résistance élevée à l’usure, une ténacité aux chocs et une résistance à la rupture par fatigue. Les exemples incluent Cr12MoV, Cr12, SKD11, T10A, W18Cr4V et 6-5-4-2. Les filières d'extrusion sont principalement utilisées pour le formage par déformation. Pendant le fonctionnement, le poinçon subit une pression énorme, tandis que la matrice subit une tension énorme. En raison du flux intense de métal dans la cavité, les surfaces de travail du poinçon et de la matrice sont soumises à un fort frottement, provoquant une augmentation de la température de la surface de la matrice de 200 -300 degrés. Ils doivent posséder une résistance élevée à la déformation, une résistance à l’usure et une résistance à la rupture, ainsi qu’une stabilité élevée au revenu. Les matrices d'emboutissage, telles que H13, 3Cr2W8V, 40Cr, 38CrMoAl et 5CrNiMo, sont principalement utilisées pour l'emboutissage profond de tôles présentant un certain degré de plasticité. La contrainte de travail n'est pas élevée, mais l'entrée de la filière est soumise à un frottement intense. Haute dureté et résistance à l’usure, avec une faible rugosité de surface. Les matrices de pliage Cr12MoV, Cr12, D2, 6-5-4-2 et PeCu sont principalement utilisées pour plier et former des matériaux métalliques présentant une certaine plasticité. La charge sur la matrice n'est pas très importante, mais il y a une certaine friction. Haute résistance à l'usure et à la rupture. Cr12MoV, D2, T10A et S45Ca sont des aciers à outils au carbone. T8A et T10A sont des aciers à outils au carbone couramment utilisés dans les matrices. Leurs avantages sont une bonne usinabilité et un prix bas. Cependant, ils ont une trempabilité et une dureté rouge médiocres, une déformation importante par traitement thermique et une faible capacité portante. b. Acier à outils faiblement allié. L'acier à outils faiblement allié-est basé sur de l'acier à outils au carbone avec l'ajout d'éléments d'alliage appropriés. Comparé à l'acier à outils au carbone, il réduit la déformation par trempe et la tendance à la fissuration, améliore la trempabilité et présente une meilleure résistance à l'usure. Expert en moules WeChat : Les aciers mujudaren faiblement alliés utilisés pour la fabrication de moules comprennent le CrWMn, le 9Mn2V, le 7CrSiMnMoV (code CH-1) et le 6CrNiSiMnMoV (code GD). c. Aciers à outils à haute teneur en carbone -à haute teneur en carbone-chrome : les aciers à outils à haute teneur en carbone -à haute teneur en carbone-chrome comprennent le Cr12, le Cr12MoV et le Cr12Mo1V1 (code D2). Ils ont une bonne trempabilité, trempabilité et résistance à l'usure, et présentent une très faible déformation après traitement thermique. Il s'agit d'aciers pour moules à haute -résistant à l'usure-à faible-déformation, avec une capacité portante-surpassée seulement par l'acier rapide-à haute vitesse. Cependant, ils souffrent d'une ségrégation sévère du carbure, nécessitant un forgeage répété par refoulement et emboutissage (refoulement axial, emboutissage radial) pour réduire l'inhomogénéité du carbure et améliorer les performances. d. Les aciers à outils à haute teneur en carbone-moyen de carbone-utilisés dans les moules comprennent le Cr4W2MoV, le Cr6WV et le Cr5MoV. Ceux-ci ont une teneur en chrome plus faible, moins de carbures eutectiques, une répartition plus uniforme des carbures, moins de déformation après traitement thermique et une bonne trempabilité et stabilité dimensionnelle. Leurs performances sont améliorées par rapport aux aciers à haute teneur en carbone et en chrome, qui présentent une ségrégation du carbure relativement sévère. e. Les aciers rapides-possèdent la dureté, la résistance à l'usure et la résistance à la compression les plus élevées parmi les aciers pour moules, ce qui se traduit par une capacité portante-de charge élevée. Les aciers pour moules couramment utilisés comprennent le W18Cr4V (code 8-4-1) et le W6Mo5Cr4V2 (code 6-5-4-2, désignation américaine M2), qui ont une teneur en tungstène plus faible. L'acier rapide à faible teneur en carbone et en vanadium 6W6Mo5Cr4V (code 6W6 ou M2 à faible teneur en carbone), développé pour améliorer la ténacité, est également utilisé. Les aciers rapides nécessitent également un reforgeage pour améliorer la répartition du carbure. f. Les aciers de base sont fabriqués en ajoutant de petites quantités d'autres éléments à la composition de base de l'acier rapide et en augmentant ou en diminuant de manière appropriée la teneur en carbone pour améliorer les propriétés de l'acier. Ces aciers sont collectivement appelés aciers de base. Ils possèdent non seulement les caractéristiques de l'acier rapide, présentant une certaine résistance à l'usure et une certaine dureté, mais ont également une résistance à la fatigue et une ténacité supérieures, ce qui en fait des aciers pour matrices de travail à froid à haute résistance et haute ténacité, tout en ayant des coûts de matériaux inférieurs. Les aciers de base couramment utilisés dans les matrices comprennent le 6Cr4W3Mo2VNb (code 65Nb), le 7Cr7Mo2V2Si (code LD) et le 5Cr4Mo3SiMnVAL (code 012AL), etc.
g. Carbure cémenté et carbure cémenté lié à l'acier-. Le carbure cémenté a une dureté et une résistance à l'usure plus élevées que tout autre type d'acier pour matrices, mais une résistance à la flexion et une ténacité inférieures. Le carbure cémenté utilisé pour les matrices est à base de tungstène-cobalt. Pour les matrices ayant une faible résistance aux chocs et des exigences élevées en matière de résistance à l'usure, du carbure cémenté avec une faible teneur en cobalt peut être sélectionné. Pour les matrices à haute résistance aux chocs, il est possible de sélectionner du carbure cémenté avec une teneur plus élevée en cobalt.
Le carbure cémenté lié à l'acier-est obtenu en ajoutant une petite quantité de poudre d'élément d'alliage (comme le chrome, le molybdène, le tungstène, le vanadium, etc.) à de la poudre de fer comme liant, avec du carbure de titane ou du carbure de tungstène comme phase dure, et en le frittant à l'aide de méthodes de métallurgie des poudres. La matrice du carbure cémenté lié à l'acier-est en acier, surmontant les défauts du carbure cémenté, tels qu'une faible ténacité et un traitement difficile. Il peut être coupé, soudé, forgé et traité thermiquement-. Le carbure cémenté lié à l'acier-contient une grande quantité de carbures ; bien que sa dureté et sa résistance à l'usure soient inférieures à celles du carbure cémenté, elles restent supérieures à celles des autres qualités d'acier. Après trempe et revenu, la dureté peut atteindre 68-73 HRC.
h. Les matériaux utilisés dans les nouvelles matrices d'emboutissage de matériaux appartiennent à l'acier pour matrices pour travail à froid, qui est l'acier pour matrices le plus largement utilisé, le plus diversifié et le plus largement appliqué. Les principales exigences de performance sont la solidité, la ténacité et la résistance à l’usure. Actuellement, la tendance de développement de l'acier pour matrice de travail à froid est basée sur les performances de l'acier fortement allié D2 (équivalent au Cr12MoV dans mon pays) et est divisée en deux branches principales : l'une consiste à réduire la teneur en carbone et la teneur en éléments d'alliage, à améliorer l'uniformité de la répartition du carbure dans l'acier et à améliorer considérablement la ténacité de la matrice. Les exemples incluent le 8CrMo2V2Si de Vanadium Alloy Steel Company des États-Unis et le DC53 (Cr8Mo2SiV) de Daido Steel du Japon. Un autre type est l'acier rapide en poudre-développé principalement pour améliorer la résistance à l'usure et s'adapter à la production à grande vitesse-, automatisée et de masse. Les exemples incluent le 320CrVMo13 d'Allemagne.
Une sélection rationnelle des matériaux de moule et la mise en œuvre de processus de traitement thermique corrects sont essentielles pour garantir la durée de vie du moule. Pour les moules ayant différentes applications, des facteurs tels que leurs conditions de travail, les conditions de contrainte, les propriétés des matériaux traités, le volume de production et la productivité doivent être pris en compte de manière exhaustive, en mettant l'accent sur les exigences de performances susmentionnées, avant de procéder aux sélections appropriées de nuances d'acier et de processus de traitement thermique.
1. Volume de production : lorsque le volume de production de pièces embouties est important, les matériaux pour les pièces de travail du moule, le poinçon et la matrice, doivent être de l'acier pour moule de haute -qualité avec une bonne résistance à l'usure. Les matériaux destinés aux autres pièces structurelles du processus et aux pièces structurelles auxiliaires du moule doivent également être améliorés en conséquence. Lorsque le volume de production est faible, les exigences relatives aux propriétés des matériaux doivent être assouplies de manière appropriée pour réduire les coûts.. 2. Performances du matériau estampé et conditions d'utilisation des pièces de la matrice : lorsque le matériau estampé est dur ou a une résistance élevée à la déformation, le poinçon et la matrice doivent être constitués de matériaux offrant une bonne résistance à l'usure et une résistance élevée. Pour l'emboutissage profond de l'acier inoxydable, des matrices en bronze d'aluminium peuvent être utilisées car elles ont de bonnes propriétés anti-adhérence. Les piliers et les bagues de guidage nécessitent une résistance à l'usure et une bonne ténacité, c'est pourquoi un acier à faible teneur en carbone avec carburation et trempe de surface est souvent utilisé. Par exemple, le principal inconvénient de l’acier à outils au carbone est sa faible trempabilité ; lorsque les dimensions de la section transversale des pièces de la matrice sont grandes, la dureté centrale reste faible après trempe. Cependant, lorsque l’on travaille sur des presses à cadence élevée, sa bonne résistance aux chocs devient un avantage. Pour les plaques fixes et les plaques de dévêtissage, non seulement une résistance suffisante est requise, mais également une déformation minimale pendant le fonctionnement. (Die expert WeChat : mujudaren) De plus, des méthodes de traitement à froid, de traitement cryogénique en profondeur, de traitement sous vide et de renforcement de surface peuvent être utilisées pour améliorer les performances des pièces de matrice. Pour les matrices d'extrusion à froid avec de mauvaises conditions de travail pour les poinçons et les matrices, il convient de sélectionner un acier pour matrices présentant de bonnes propriétés mécaniques complètes telles qu'une dureté, une résistance, une ténacité et une résistance à l'usure suffisantes, et il doit également avoir un certain degré de dureté rouge et de résistance à la fatigue thermique.
