Comment choisir les matériaux de moule ?

Les matériaux de moulage traditionnels sont divisés en matériaux de moulage à froid, matériaux de moulage à chaud et matériaux de moulage en plastique. La sélection des matériaux de moule doit répondre aux exigences de résistance à l'usure, de ténacité, de performance de rupture par fatigue, de performance à haute température, de résistance à la corrosion et de résistance à la fatigue au froid et à la chaleur. Les performances du processus doivent répondre aux exigences de forgeabilité, de grande quantité de coupe, de faible perte d'outil, de faible rugosité de surface usinée, de sensibilité à l'oxydation et à la décarburation, de meulabilité et d'exigences économiques.

Dans la production industrielle moderne, le moule est l'équipement de processus de base clé. Le matériau et la technologie de préparation du moule sont la clé pour assurer la haute qualité et la longue durée de vie du produit moulé. La sélection des matériaux de moule doit être choisie en fonction des conditions de travail spécifiques du moule et des performances des matériaux.

Les moules sont largement utilisés dans les automobiles, les avions, les produits mécaniques et électriques, les appareils électroménagers, les produits en plastique et d'autres industries. Le type de matériau du moule est l'un des facteurs importants affectant la durée de vie du moule.

Conditions de travail du moule

1. Le choix du matériau du moule varie en fonction des différentes conditions de travail.

(1) Pendant le processus de travail du moule, les exigences de ténacité du matériau changent avec la force d'impact à laquelle il est soumis, et les exigences de résistance du matériau changent avec sa capacité portante requise.

(2) matrice de travail à chaud et matrice de travail à froid.

La matrice de travail à chaud est principalement affectée par les températures élevées et les contraintes thermiques pendant le processus de travail. Par conséquent, le matériau des matrices de travail à chaud nécessite une bonne résistance à la fatigue et une bonne stabilité thermique, et l'acier de matrice de travail à chaud approprié est généralement sélectionné en fonction de la température de travail réelle.

La matrice de travail à froid est principalement affectée par la force d'impact et la force de frottement pendant le processus de travail. Par conséquent, la matrice de travail à froid nécessite une bonne résistance, dureté et ténacité, et l'acier de matrice de travail à froid est généralement utilisé comme matériau principal.

2. En général, la sélection des matériaux de moule doit répondre aux exigences suivantes :

(1) Résistance à l'usure. Lorsque l'ébauche est déformée plastiquement dans la cavité de la matrice d'emboutissage de précision, elle s'écoule et glisse le long de la surface de la cavité, provoquant une forte friction entre la surface de la cavité et l'ébauche, ce qui entraîne la défaillance de la matrice en raison de l'usure. Par conséquent, la résistance à l'usure du matériau est l'une des propriétés les plus fondamentales et les plus importantes du moule.

La dureté est le principal facteur affectant la résistance à l'usure. En général, plus la dureté des pièces du moule est élevée, plus l'usure est faible et meilleure est la résistance à l'usure. De plus, la résistance à l'usure est également liée au type, à la quantité, à la forme, à la taille et à la distribution des carbures dans le matériau.

(2) Forte ténacité. La plupart des conditions de travail des matrices d'emboutissage de précision sont très mauvaises et certaines supportent souvent des charges d'impact importantes, entraînant des ruptures fragiles. Par conséquent, une résistance et une ténacité plus élevées sont requises.

La ténacité du moule dépend principalement de la teneur en carbone, de la taille des grains et de l'état organisationnel.

(3) Performances de rupture par fatigue. Au cours du processus de travail des moules de précision, la rupture par fatigue est souvent causée par l'action à long terme des contraintes cycliques. Ses formes comprennent la fracture de fatigue par impact multiple à faible énergie, la fracture de fatigue de traction, la fracture de fatigue de contact et la fracture de fatigue en flexion.

Les performances de rupture par fatigue du moule dépendent principalement de sa résistance, de sa ténacité, de sa dureté et de la teneur en inclusions dans le matériau.

(4) Performance à haute température. Lorsque la température de travail du moule de précision est élevée, la dureté et la résistance diminuent, entraînant une usure précoce du moule ou une déformation et une défaillance plastiques. Parce que le matériau du moule doit avoir une stabilité anti-revenu élevée, pour garantir que le moule a une dureté et une résistance élevées à la température de travail.

(5) Résistance à la fatigue due à la chaleur et au froid. Certains moules de précision sont dans un état de chauffage et de refroidissement répétés pendant le processus de travail, provoquant des fissures et un pelage de surface, augmentant le frottement, empêchant la déformation plastique et réduisant la précision dimensionnelle, entraînant une défaillance du moule. La fatigue à chaud et à froid est l'une des principales formes de défaillance des matrices de travail à chaud, et ces matrices doivent avoir une résistance élevée à la fatigue au froid et à la chaleur.

(6) Résistance à la corrosion. Lorsque certains moules de précision tels que les moules en plastique fonctionnent, en raison de la présence de chlore, de fluor et d'autres éléments dans le plastique, des gaz corrosifs puissants sont décomposés après le chauffage, ce qui érode la surface de la cavité du moule, augmente sa rugosité de surface et aggrave les défauts d'usure.

Facteurs structurels de la moisissure

Différentes structures de moule ont également des exigences différentes pour les matériaux de moule. Selon les différences de structures de moules, différents matériaux peuvent être sélectionnés selon les méthodes suivantes :

(1) Plus les exigences de précision du moule sont élevées, plus la déformation requise pendant le traitement est faible. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner des matériaux de moule avec différentes tailles de déformation en fonction de la précision d'usinage spécifique.

(2) Pendant le processus de traitement thermique du moule, l'uniformité des taux de chauffage et de refroidissement est affectée par la section transversale. Lorsque la section transversale est plus grande, l'uniformité est moins bonne. Dans cette condition, il est nécessaire de sélectionner des matériaux avec une meilleure conductivité thermique et une meilleure trempabilité pour assurer l'uniformité des propriétés de section.

(3) Si la forme du moule est relativement simple et facile à traiter et à former, l'acier à outils au carbone à faible coût peut être sélectionné comme matériau principal. Si la forme du moule est complexe, une contrainte concentrée est susceptible de se produire à certains endroits. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner des alliages à hautes performances et de les traiter avec une méthode de trempe raisonnable.

Performance du processus du matériau de moule

La fabricabilité du matériau du moule affecte directement le coût de fabrication, les performances et la durée de vie du moule.

(1) Performance de forgeage. Habituellement, la plupart des matrices de travail à chaud sont formées par forgeage. On espère que le matériau a une faible résistance à la déformation et une bonne formabilité dans la plage de température de forgeage.

(2) Traitement du traitement thermique. Il est souhaitable que le processus de traitement thermique du matériau soit bon, y compris une trempabilité élevée. Pour les matrices de forgeage de plus grande taille, une trempabilité élevée peut rendre les propriétés mécaniques essentiellement uniformes sur toute la section. Il est également pratique d'utiliser un milieu de refroidissement plus modéré pour la trempe afin d'éviter ou de réduire la tendance à la fissuration et à la déformation. De plus, il est souhaitable que le matériau ait une faible tendance à la décarburation oxydative et à la croissance des grains pendant le traitement thermique et que la distorsion du traitement thermique soit faible.

(3) Bonne formabilité. La plupart des cavités ou des accessoires du moule doivent être formés par découpe ou EDM, de sorte que le matériau doit avoir de bonnes performances de tournage, de fraisage, de meulage et d'EDM. Le matériau du moule doit répondre aux exigences d'une grande quantité de coupe et d'une faible perte d'outil. De plus, le matériau doit également avoir une certaine soudabilité pour faciliter la réparation.

(4) Après trempe, il a une dureté de surface uniforme mais relativement élevée.

(5) Sensibilité à l'oxydation et à la décarburation. Le chauffage à haute température nécessite de bonnes performances anti-oxydation, une décarburation lente, une insensibilité au fluide chauffant et n'est pas facile à produire des piqûres.

(6) Meulabilité . Les fissures de meulage et les abrasions ne sont pas faciles à produire.

(7) Tendance à la fissuration par déformation par trempe. Insensible à la température de trempe et à la forme de la pièce, et faible sensibilité à la fissuration par trempe conventionnelle.

(8) La sélection des matériaux de moulage doit également répondre aux exigences économiques.

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