Bases du traitement des moules

1. Méthode de moulage – La sélection peut être effectuée parmi deux types fondamentaux de matériaux.

A) Acier à outils pour travail à chaud, qui peut résister à des températures relativement élevées rencontrées lors du moulage sous pression, du forgeage et de l'extrusion.

B) Acier à outils pour travail à froid, utilisé pour le découpage et le cisaillement, le formage à froid, l'extrusion à froid, le forgeage à froid et le compactage de poudre.

Matières plastiques – Certaines matières plastiques génèrent des sous-produits corrosifs, comme le PVC. La corrosion peut également être causée par des facteurs tels que le séjour prolongé de matière plastique dans le corps de la machine d'injection, la condensation due aux temps d'arrêt, les gaz corrosifs, les acides, les cycles de refroidissement/chauffage, l'eau ou les conditions de stockage. Dans de tels cas, l’utilisation d’acier inoxydable est recommandée.

Taille du moule – Les grands moules utilisent souvent de l’acier pré-durci. L'acier trempé à cœur est fréquemment utilisé pour les petits moules.

Le résumé de la durée de vie du moule

Les moules destinés à une utilisation à long terme (> 1 000 000 de cycles) doivent être fabriqués en acier à haute dureté avec une dureté de 48 à 65 HRC.

Les moules destinés à une utilisation à moyen et long terme (100 000 à 1 000 000 de cycles) doivent utiliser de l'acier pré-trempé d'une dureté de 30 à 45 HRC.

Les moules destinés à une utilisation à court terme (<100 000 cycles) peuvent être fabriqués en acier doux d'une dureté de 160 à 250 HB.

Rugosité de surface – De nombreux fabricants de moules pour pièces en plastique privilégient une excellente finition de surface. Par exemple, lorsque du soufre est ajouté pour améliorer l’usinabilité, la qualité de la surface est compromise. L’acier à haute teneur en soufre devient également plus cassant. Ces inclusions de sulfures agissent comme des particules dures ; lors du polissage ultérieur de la cavité du moule, ils peuvent être arrachés ou laisser des piqûres microscopiques, conduisant à des défauts de surface tels que des « trous d'épingle » ou des « peau d'orange », qui empêchent d'obtenir une finition miroir très brillante. Par conséquent, pour les concepteurs et les acheteurs de moules, la sélection des matériaux ne doit pas se concentrer uniquement sur la « facilité d'usinage ». La priorité doit être donnée aux exigences de qualité de surface du moule final et à sa durée de vie globale, évitant ainsi l'utilisation d'acier à haute teneur en soufre, qui serait coûteux et insensé.

2. Quel est le principal facteur affectant l’usinabilité des matériaux ?

La composition chimique de l'acier est cruciale. Généralement, plus la teneur en alliage de l’acier est élevée, plus il est difficile à usiner. À mesure que la teneur en carbone augmente, l'usinabilité diminue.

La structure de l’acier est également très importante pour l’usinabilité. Différentes structures comprennent les structures forgées, coulées, extrudées, laminées et usinées. Les pièces forgées et moulées présentent souvent des surfaces très difficiles à usiner.

La dureté est un facteur majeur influençant l'usinabilité. La règle générale est que plus l’acier est dur, plus il est difficile à usiner. L'acier rapide (HSS) peut être utilisé pour usiner des matériaux d'une dureté allant jusqu'à 330-400 HB ; Le HSS avec revêtement en nitrure de titane (TiN) peut traiter des matériaux jusqu'à 45 HRC ; pour les matériaux d'une dureté de 65-70 HRC, il est nécessaire d'utiliser des outils en carbure cémenté, en céramique, en cermet ou en nitrure de bore cubique (CBN).

Les inclusions non métalliques ont généralement un effet néfaste sur la durée de vie de l'outil. Par exemple, Al2O3 (alumine), qui est une céramique pure, est très abrasive.

Enfin, les contraintes résiduelles peuvent entraîner des problèmes d'usinabilité. Une opération de détensionnement est souvent recommandée après un usinage grossier.

3. Impact de l'acier sur les moules et tendances futures

Les performances, la durée de vie et le coût des moules sont directement influencés par le choix de l'acier. Les facteurs clés comprennent :

Composition chimique et structure : la teneur en carbone et en alliage détermine la dureté, la ténacité et la résistance à l'usure. Les aciers fortement alliés offrent une résistance à l’usure mais sont difficiles à usiner, nécessitant un équilibre entre performances et coût. Les défauts de surface dus au forgeage ou au moulage augmentent les défis d'usinage.

Dureté et usinabilité : une dureté élevée améliore la résistance à l'usure mais augmente les coûts d'usinage. Les matériaux des outils (par exemple, HSS, carbure, CBN) doivent être sélectionnés en fonction de la durée de vie du moule (par exemple, > 1 million de cycles nécessitent de l'acier HRC 48-65).

Exigences de qualité de surface : les exigences de polissage élevé (par exemple, finition miroir) nécessitent des aciers propres et à faible teneur en soufre pour éviter les défauts causés par les inclusions de sulfures.

Adaptabilité aux environnements spéciaux : Les plastiques corrosifs (par exemple, le PVC) nécessitent de l'acier inoxydable ; les grands moules utilisent souvent de l'acier pré-durci pour minimiser la distorsion du traitement thermique.

4 . de moules Tendances futures de l’usinage

Développement de matériaux haute performance : nouveaux aciers pour moules (par exemple, aciers de métallurgie des poudres) combinant une dureté, une ténacité et une usinabilité élevées.

Traitements de surface avancés : revêtements (par exemple, TiN, DLC) pour améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion, réduisant ainsi le recours aux propriétés extrêmes des matériaux de base.

Sélection numérique et intelligente des matériaux : simulations Big Data et IA pour faire correspondre précisément les propriétés de l'acier aux conditions de fonctionnement du moule, optimisant ainsi les coûts et la durée de vie.

Fabrication durable : promotion d'aciers pour moules réparables et d'alliages à faible teneur en carbone pour réduire la consommation de ressources.