Comprendre les défaillances d'outils de poinçonnage : causes, prévention et stratégies de réparation

Les outils de poinçonnage exhibent une apparence parfaitement travaillée. Ils brillent, leurs surfaces brunies exhibant un aspect sans faille qui ne peut sûrement pas mentir. Vu au microscope, c'est une autre histoire. De minuscules irrégularités matérielles pourraient être cachées juste sous cette finition brillante. Et, comme c'est un outil d'impact, ces défauts microscopiques ne resteront pas cachés. Remontons le processus de fabrication pour voir ce qui a causé la formation des plans de fracture.

Étude des mécanismes d'usure

Pour revoir un point clé, les outils de poinçonnage sont fabriqués en aciers durcis. Injectés de tungstène et carbures, les outils deviennent extraordinairement résistants à la fatigue. Nickel ou cobalt, utilisés comme composés d'alliage, rendent cette structure microcristalline déjà durcie encore plus résiliente. La résistance à la rupture transversale de l'outil grimpe, son indice de dureté Rockwell augmente, et la matrice cristalline renforcée par alliage devient plus dense. Malheureusement, des défauts peuvent se développer dans les cristaux les plus parfaits. Un cycle de traitement thermique non-uniforme peut introduire de la distorsion dans les outils de poinçonnage, tout comme une diffusion de carbone qui a mal tourné.

Bévues de traitement thermique

Ce n'est pas tant les quantités d'énergie thermique d'austénitisation qui causent des problèmes, bien que les lacunes d'un four moins que parfait soient un facteur contributif. Non, c'est la mauvaise distribution de ces énergies qui mine la formation d'outils résistants à la fatigue et à la fracture. Un processus de nitruration de cémentation cause une déformation cristalline parce que l'atmosphère du four n'est pas réglée juste. Ailleurs, des particules de carbure uniformément dures ne se forment pas parce que l'atmosphère de carbone ne se dissémine pas, donc le cycle de diffusion gazeuse s'effondre. Finalement, dans les salles de revenu et trempe, une opération de trempe est effectuée dans une piscine contaminée de produits chimiques salés. Rappelez-vous, une chaîne n'est aussi forte que son maillon le plus faible. Si une opération de traitement thermique non-uniforme cause une distorsion microcristalline, alors les chaînes de ces molécules s'affaiblissent, des plans de fracture se développent, et l'outil casse.

Rectification des irrégularités d'outils de poinçonnage

Monté soigneusement pour que son orientation soit axialement précise, le système d'entraînement d'outil place la force d'impact uniformément de chaque côté de la tige. Maintenant, avec la machinerie ajustée et configurée pour que ses énergies courent droit, les forces cinétiques de l'outil voyagent en lignes droites, directement vers la surface de la tôle. Si des microfractures et irrégularités de surface se développent encore sur ou dans un outil de poinçonnage, c'est parce que l'outil a absorbé un défaut de fabrication. Matériellement, les métaux, incluant A2 et M2 durcis, sont alliés à de nombreux éléments exotiques, donc une faille métallurgique est possible. Plus probablement, cependant, les plans de fracture se propagent à cause d'une procédure de traitement thermique mal opérée.

Un acte d'équilibre matériel égalise trois caractéristiques clés de fabrication d'outils de poinçonnage, donc cet équilibre d'alliage doit être vérifié. Ensuite, au-delà de la résistance à la fatigue, la dureté et la résistance compressive, l'ingénieur de recherche de fautes cherche les ratés de traitement thermique. Équilibré en qualité et uniformément traité thermiquement, ces irrégularités d'outils de poinçonnage fondent bientôt.