Nos précédentes séries d'articles ont couvert en détail les principes de base des matrices de presse plieuse. Nous avons rédigé ces articles pour vous présenter les types et les noms des matrices de presse plieuse. Si vous ne vous contentez pas de ces connaissances de base, nous vous proposons un contenu plus approfondi.
Dans cet article, nous allons vous présenter des connaissances avancées sur les matrices de presse plieuse. Il s'agit notamment des matériaux utilisés pour les matrices de presse plieuse et de la technique de fabrication des matrices de presse plieuse. Nous pensons que le contenu suivant répondra définitivement à vos doutes. C'est parti !
Ⅰ. Qu'est-ce qu'une matrice de presse plieuse ?
Nous nous rendons compte que vous n'avez peut-être pas lu la série d'articles que nous avons consacrés aux matrices pour presses plieuses. Nous vous proposons donc à nouveau un bref aperçu de ce que sont les matrices pour presses plieuses. Vous pouvez également lire ces deux articles directement.
Les types d'outils de presses plieuses (poinçons de presses plieuses)
Guide pour les matrices de presses plieuses (poinçons et matrices)
Dans le processus de pliage de la tôle, les fabricants utilisent une presse plieuse. Les matrices de la presse plieuse sont en contact direct avec la tôle. La presse plieuse applique une force sur la tôle par l'intermédiaire des matrices pour la plier. Les matrices de presse plieuse sont composées de deux pièces principales et d'autres pièces auxiliaires. Ces deux pièces principales sont la matrice supérieure et la matrice inférieure. Certaines personnes appellent ces deux pièces le poinçon et la matrice.
Comme vous pouvez le voir dans l'image ci-dessous, les deux parties bleues sont la matrice supérieure et la matrice inférieure. La matrice inférieure est stationnaire et la matrice supérieure peut se déplacer de haut en bas sous le contrôle de la machine. Grâce à la coopération de la matrice supérieure et de la matrice inférieure, l'opérateur peut plier la tôle dans la forme souhaitée.
D'autres pièces auxiliaires aident la matrice supérieure et la matrice inférieure à accomplir leurs tâches. Leur tâche la plus importante est de maintenir la matrice supérieure et la matrice inférieure dans une position stable. Il s'agit en effet d'un facteur important qui influe sur le pliage de la tôle. Dans ce contexte, les pièces auxiliaires garantissent également à l'opérateur la flexibilité nécessaire pour changer la matrice supérieure et la matrice inférieure.
Ⅱ. Processus de fabrication de la presse plieuse
1. Matériaux des matrices de la presse plieuse.
Les matrices pour presses plieuses fabriquées à partir de différents matériaux ont des indicateurs différents pour des utilisations différentes. Les alliages formés par l'ajout d'autres éléments à l'acier sont également courants pour les matrices de presse plieuse. En outre, les matrices de presse plieuse fabriquées à partir de polymères ont également un large éventail d'applications.
(1) Aciers à outils au carbone T8A et T10A
T8A et T10A sont deux types courants d'acier à outils au carbone. Ces deux aciers contiennent généralement entre 0,7% et 1% de carbone. En outre, les fabricants d'acier peuvent encore améliorer la dureté de ces deux aciers par traitement thermique. Par conséquent, si des matrices de presse plieuse à dureté élevée sont nécessaires, les matrices fabriquées avec cet acier sont le premier choix. Les matrices fabriquées avec des matériaux à dureté élevée peuvent plier des tôles plus dures.
En outre, l'acier à outils au carbone est très résistant à l'usure. Cette propriété permet de prolonger la durée de vie des matrices de presse plieuse et de réduire les coûts de production. Mais l'acier à outils au carbone a aussi ses inconvénients. En raison de la dureté associée à une teneur élevée en carbone, les aciers à outils au carbone sont généralement relativement fragiles. Cette caractéristique fait que les matrices de presse-plieuse fabriquées à partir de ce matériau sont fragiles face aux forces de torsion.
(2) Acier à outils faiblement allié
Afin d'améliorer les déficiences de l'acier à outils au carbone, l'ajout de petites quantités d'éléments d'alliage peut améliorer efficacement sa ténacité. Les matrices pour presses plieuses fabriquées en acier à outils faiblement allié peuvent offrir une meilleure résistance à la rupture lorsqu'elles sont soumises à des forces d'impact ou de torsion.
(3) Acier à outils à haute teneur en carbone et à haute teneur en chrome / chrome moyen
Ces matériaux peuvent être produits en ajoutant une certaine quantité de chrome à un acier à outils à haute teneur en carbone. Comme vous pouvez le constater, la teneur en chrome est la clé qui permet de différencier les deux matériaux. Les aciers à outils à haute teneur en carbone et à haute teneur en chrome contiennent généralement plus de 12% de chrome, tandis que les aciers à outils à haute teneur en carbone et à teneur moyenne en chrome contiennent généralement entre 4% et 12% de chrome. Cependant, la production de ce matériau est difficile. Un processus spécial est nécessaire pour obtenir une distribution uniforme du carbone pendant la production de ce matériau.
Pour remédier à ce problème, la teneur en chrome a été réduite pour produire des aciers à outils à haute teneur en carbone et à teneur moyenne en chrome, qui présentent de meilleures propriétés et moins de distorsions lorsqu'ils sont soumis à un traitement thermique.
(4) Acier à haute vitesse
L'acier rapide (HSS) est un acier à outils spécialisé. Les aciers rapides ont une dureté élevée et peuvent être soumis à un traitement thermique (par exemple, trempe et durcissement) pour obtenir des niveaux de dureté plus élevés. Grâce à l'ajout d'éléments d'alliage (tungstène, molybdène, cobalt, niobium, etc.), les aciers rapides présentent généralement une bonne résistance à l'usure. Cela leur permet de conserver une longue durée de vie lors d'opérations de coupe prolongées.
En raison de l'ajout d'éléments d'alliage, les aciers rapides présentent généralement une bonne résistance à la chaleur, ce qui leur permet de conserver leur dureté et leur durabilité à des températures élevées. Lors de la fabrication de moules pour presses plieuses, la dureté élevée des aciers rapides offre une meilleure résistance à l'usure et de meilleurs résultats de coupe. La résistance à la chaleur est la caractéristique la plus remarquable des aciers rapides. Dans un environnement à haute température, les matrices de presse plieuse fabriquées en acier rapide peuvent également conserver de meilleures performances.
(5) Acier de base
L'acier de base est créé en incorporant de petites quantités d'éléments supplémentaires et en ajustant la teneur en carbone. Ce processus conduit à des améliorations notables de ses caractéristiques par rapport à l'acier rapide. Les améliorations apportées à l'acier de base pour les applications de matrices de presses plieuses se traduisent par une résistance à l'usure et une dureté accrues, ainsi que par une résistance à la fatigue et une ténacité accrues.
Par conséquent, l'acier de base est un excellent choix pour l'acier des matrices de presses plieuses, car il offre une résistance et une ténacité exceptionnelles. En outre, il constitue une alternative plus économique à l'acier rapide.
(6) Carbure cémenté et carbure cémenté lié à l'acier
Le carbure cémenté présente la dureté et la résistance à l'usure les plus élevées parmi les aciers pour matrices de presses plieuses. Cependant, sa résistance et sa ténacité lors des opérations de pliage sont relativement faibles. Le tungstène et le cobalt sont des matériaux couramment utilisés pour le carbure cémenté dans les matrices de presse plieuse. Lorsqu'un faible impact et une grande résistance à l'usure sont nécessaires, le carbure cémenté à faible teneur en cobalt est préférable.
Inversement, pour les matrices à fort impact, on utilise du carbure cémenté à forte teneur en cobalt.Le carbure cémenté lié à l'acier est produit par des techniques de métallurgie des poudres. Il s'agit d'utiliser de la poudre de fer comme liant ainsi qu'une petite quantité de poudre d'éléments d'alliage, tels que le chrome, le molybdène, le tungstène ou le vanadium.
Ce matériau peut être soumis à des processus de coupe, de soudage, de forgeage et de traitement thermique. Après avoir subi des processus de trempe et de revenu, la dureté du carbure cémenté lié à l'acier peut atteindre une plage de 68-73 HRC.
(7) Nouveaux matériaux
Les fabricants commencent à utiliser de nouveaux matériaux pour la fabrication des presses plieuses. Le nouveau matériau le plus couramment utilisé est l'acier pour matrices de travail à froid. Ce matériau présente une excellente résistance à l'abrasion et convient parfaitement aux matrices de presses plieuses. Deux méthodes permettent d'améliorer ces nouveaux matériaux. Ces deux méthodes se concentrent sur l'acier fortement allié D2 (Cr12MoV).
La première direction vise à améliorer la ténacité des matrices de presses plieuses. La réduction de la teneur en carbone et en éléments d'alliage peut améliorer la distribution uniforme des carbures dans l'acier. Parmi les exemples de la première approche, qui vise à améliorer la ténacité des matrices de presse plieuse, on peut citer le 8CrMo2V2Si et le Cr8Mo2SiV. Ces matériaux sont conçus pour réduire la teneur en carbone et en éléments d'alliage. Ils permettent également d'améliorer la répartition uniforme des carbures dans l'acier.
La deuxième orientation du développement de l'acier pour matrices de presses plieuses est l'amélioration de la résistance à l'usure. Il s'agit de développer des matériaux capables de résister aux conditions exigeantes de ces opérations. Ceci est possible grâce à l'utilisation d'acier à haute vitesse en poudre. Un exemple dans cette catégorie est le 320CrVMo13.
2. Traitement thermique
Le choix du bon matériau pour la fabrication des matrices de presse plieuse est bien sûr important. Cependant, il est également nécessaire de traiter le matériau en utilisant la bonne technologie de traitement. Le traitement thermique des pièces métalliques peut améliorer considérablement leurs propriétés. Il existe deux types de traitement thermique courants :
(1) L'extinction
La trempe est une méthode de traitement thermique courante. Lors de la production de presses plieuses, les fabricants utilisent la trempe pour éliminer les contraintes internes du matériau. Les principales étapes de cette méthode sont les suivantes.
L'acier est d'abord chauffé à haute température. Lorsque la température du matériau métallique dépasse une certaine limite, sa structure change. Le matériau doit ensuite être refroidi à une certaine vitesse. Des vitesses de refroidissement différentes se traduisent par des propriétés différentes du matériau. Par exemple, si la dureté du matériau doit être augmentée, la vitesse de refroidissement doit être augmentée. Si le matériau doit être rendu plus dur, il doit être refroidi plus lentement.
(2) Durcissement
La trempe et le durcissement sont deux étapes liées mais distinctes du processus de traitement thermique. La trempe est le processus d'augmentation de la dureté et de la résistance d'un matériau métallique. Outre la trempe, il existe d'autres méthodes pour obtenir un durcissement, telles que le traitement en solution solide et le vieillissement.
Au cours du processus de durcissement, le matériau métallique subit généralement des étapes telles que le chauffage, le maintien et le refroidissement. Ces étapes peuvent modifier sa structure cristalline et augmenter sa dureté.
(3) Trempe par induction et trempe à cœur
La trempe par induction et la trempe à cœur sont deux traitements thermiques apparentés mais différents. Les deux méthodes ne durcissent qu'une partie des matrices de presses plieuses. La première méthode ne traite que la surface des matrices de presses plieuses. La seconde ne traite que l'intérieur. La trempe par induction peut renforcer considérablement la dureté superficielle des matrices de presses plieuses. La trempe à cœur confère une résistance constante à toutes les parties des matrices de presses plieuses. Toutefois, ce processus entraîne une usure plus rapide de la surface des matrices de presses plieuses.