Conception de matrices d'estampage en carbure : solutions durables et hautement efficaces

Les matrices d'estampage en carbure, principalement fabriquées à partir d'alliages robustes de tungstène-cobalt tels que K01, K10, K20, K30 et K40, font partie intégrante de la fabrication moderne en raison de leur dureté exceptionnelle et de leur résistance supérieure à l'usure. Cependant, la fragilité inhérente et la résistance à la flexion relativement faible des matériaux en carbure nécessitent des considérations de conception minutieuses afin d'optimiser à la fois les performances et la longévité.

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Facteurs clés à prendre en compte lors de la conception de matrices d'estampage en carbure

1. Sélection du cadre de la matrice :

   • Il est essentiel de choisir le bon matériau pour le bâti de la filière. Les plaques supérieures et inférieures sont idéalement fabriquées en acier 45, trempé et revenu à une dureté de 25-30 HRC pour supporter la matrice en carbure sans compromettre l'intégrité structurelle. L'acier E235A peut également être utilisé, mais la fonte grise doit être évitée en raison de sa résistance et de sa durabilité moindres. En outre, l'incorporation de poteaux de guidage à billes et de douilles améliore la précision du guidage, tandis qu'une poignée de filière flottante permet de s'adapter à tout désalignement pendant l'opération.

2. Méthodes de fixation des poinçons et matrices :

   • La fixation des composants du poinçon et de la matrice peut être réalisée efficacement par une fixation mécanique, qui assure une fixation sûre et sans contrainte. Elle simplifie l'assemblage et le démontage en raison des coefficients de dilatation thermique différents de l'acier et du carbure, avec des ajustements d'interférence typiques allant de 0,6% à 1% du diamètre et des températures de chauffage comprises entre 500 et 600°C.

3. Conception d'une plaque d'éjection à ressort :

   • Une plaque d'éjection à ressort minimise le contact avec la matrice en carbure, évitant ainsi d'endommager l'arête de coupe. La plaque d'éjection doit être guidée avec précision et maintenue à au moins 0,05 mm au-dessus de l'épaisseur maximale du matériau pour garantir un fonctionnement sans heurts. Le matériau couramment utilisé pour la plaque d'éjection est le HS6-5-2C, trempé à 42-46 HRC.

4. Conception de la plaque d'appui :

   • Pour améliorer la rigidité et prévenir les fissures potentielles de la matrice en carbure, il est essentiel d'incorporer une plaque d'appui trempée. Cette plaque, généralement fabriquée en HS6-5-2C d'une dureté de 56-60 HRC, doit être au moins 1,2 à 1,25 fois plus épaisse que celle utilisée dans les filières en acier conventionnelles.

5. Distribution uniforme des contraintes sur les bords de la matrice :

   • La conception de l'outil doit garantir une répartition uniforme des contraintes le long des bords afin d'éviter l'emboutissage unilatéral, qui pourrait entraîner des fractures des bords et une usure prématurée.

6. Sélection de l'équipement d'emboutissage :

   • Compte tenu de l'efficacité et de la précision requises lors de l'utilisation de matrices en carbure, il est utile de choisir des presses d'emboutissage à grande vitesse équipées de dispositifs d'alimentation automatique. Ces machines sont idéales pour répondre aux demandes de production en grand volume typiques des opérations d'emboutissage du carbure.

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