Partie 1 Conception rationnelle
Le moule est principalement conçu en fonction des exigences d'utilisation, et sa structure peut parfois ne pas être parfaitement équilibrée et symétrique. Le concepteur doit donc prendre des mesures efficaces lors de la conception du moule afin de ne pas affecter ses performances et de prêter attention au processus de fabrication, à la rationalité de la structure et à la symétrie de la forme géométrique.
(1) Essayez d'éviter les angles vifs et les sections présentant de grandes différences d'épaisseur
La transition entre les sections épaisses et fines du moule doit être fluide. Cela permet de réduire efficacement la différence de température et les contraintes thermiques, ainsi que la non-simultanéité de la transformation tissulaire sur la section et la contrainte tissulaire. La figure 1 illustre l'utilisation d'un congé et d'un cône de transition pour le moule.
(2) Augmenter de manière appropriée les trous de processus
Pour certains moules qui ne peuvent pas garantir une section transversale uniforme et symétrique, il est nécessaire de changer le trou non traversant en trou traversant ou d'augmenter certains trous de processus de manière appropriée sans affecter les performances.
La figure 2a montre une matrice à cavité étroite, qui sera déformée après trempe comme indiqué par la ligne pointillée. L'ajout de deux trous de traitement (comme illustré à la figure 2b) permet de réduire la différence de température de la section transversale pendant la trempe, de diminuer les contraintes thermiques et d'améliorer considérablement la déformation.
(3) Utilisez autant que possible des structures fermées et symétriques
Lorsque la forme du moule est ouverte ou asymétrique, la répartition des contraintes après trempe est inégale et le moule se déforme facilement. Par conséquent, pour les moules à auge déformables classiques, un renfort doit être réalisé avant la trempe, puis découpé après la trempe. La pièce à auge illustrée à la figure 3 a été initialement déformée à R après trempe, et renforcée (partie hachurée sur la figure 3), ce qui permet d'éviter efficacement la déformation due à la trempe.
(4) Adopter une structure combinée, c'est-à-dire fabriquer un moule de déviation, séparer les moules supérieur et inférieur du moule de déviation et séparer la matrice et le poinçon
Pour les grandes matrices de forme et de taille complexes > 400 mm et les poinçons de faible épaisseur et de grande longueur, il est préférable d'adopter une structure combinée, simplifiant le complexe, réduisant le grand au petit et changeant la surface intérieure du moule en surface extérieure, ce qui est non seulement pratique pour le traitement de chauffage et de refroidissement.
Lors de la conception d'une structure combinée, celle-ci doit généralement être décomposée selon les principes suivants sans affecter la précision de l'ajustement :
- Ajustez l'épaisseur de manière à ce que la section transversale du moule avec des sections transversales très différentes soit fondamentalement uniforme après décomposition.
- Se décompose dans les endroits où la contrainte est facile à générer, disperse sa contrainte et empêche la fissuration.
- Coopérer avec le trou de processus pour rendre la structure symétrique.
- Il est pratique pour le traitement à froid et à chaud et facile à assembler.
- Le plus important est de garantir la convivialité.
Comme le montre la figure 4, il s'agit d'une matrice de grande taille. Si la structure intégrale est adoptée, non seulement le traitement thermique sera difficile, mais la cavité se rétractera également de manière irrégulière après la trempe, pouvant même entraîner des irrégularités et une déformation plane de l'arête de coupe, difficiles à corriger lors de l'usinage ultérieur. Par conséquent, une structure combinée peut être adoptée. Selon la ligne pointillée de la figure 4, elle est divisée en quatre parties qui, après traitement thermique, sont assemblées et formées, puis rectifiées et appariées. Cela simplifie non seulement le traitement thermique, mais résout également le problème de déformation.
Partie 2 : Sélection correcte des matériaux
La déformation et la fissuration liées au traitement thermique sont étroitement liées à l'acier utilisé et à sa qualité. Elles doivent donc être basées sur les exigences de performance du moule. Un choix judicieux de l'acier doit tenir compte de la précision, de la structure et des dimensions du moule, ainsi que de la nature, de la quantité et des méthodes de traitement des pièces. Si le moule standard ne présente aucune exigence de déformation et de précision, l'acier à outils au carbone peut être utilisé pour réduire les coûts. Pour les pièces facilement déformables et fissurables, un acier à outils allié, plus résistant et présentant une vitesse de trempe et de refroidissement critique plus lente, peut être utilisé. Par exemple, un moule pour composant électronique utilisait initialement de l'acier T10A, présentant une déformation importante et une fissuration facile après trempe à l'eau et refroidissement à l'huile, et la cavité de trempe en bain alcalin étant difficile à durcir. L'acier 9Mn2V ou CrWMn est désormais utilisé, dont la dureté de trempe et la déformation répondent aux exigences.
On constate que lorsque la déformation d'un moule en acier au carbone ne répond pas aux exigences, l'utilisation d'acier allié tel que l'acier 9Mn2V ou l'acier CrWMn reste rentable. Malgré un coût légèrement plus élevé, le problème de déformation et de fissuration est résolu.
Lors de la sélection correcte des matériaux, il est également nécessaire de renforcer l'inspection et la gestion des matières premières pour éviter les fissures dues au traitement thermique du moule en raison de défauts de matières premières.
Édité par May Jiang de MAT Aluminum
Date de publication : 16 septembre 2023
