Face à la situation de la construction économique nationale au 21e siècle, les entreprises de moules doivent s'adapter au développement de l'économie de marché, et l'industrie automobile, qui est une industrie nationale pilier, augmentera la production de voitures légères, mettant ainsi en avant des exigences plus élevées pour le précision et qualité des pièces moulées. En raison du long cycle de production, du coût d'investissement élevé et de la haute précision de fabrication des moules de moulage sous pression, le coût est également relativement élevé. Par conséquent, de nombreuses entreprises de moulage sous pression espèrent que les moules de moulage sous pression ont une longue durée de vie, réduisant ainsi les coûts de production de l'entreprise. Cependant, en raison de l'influence d'une série de facteurs internes et externes tels que les matières premières et le traitement mécanique, le phénomène de défaillance prématurée et de mise au rebut des moules de coulée sous pression est courant, entraînant un grand gaspillage économique des entreprises.

Les situations de défaillance précoce du moule comprennent principalement : la casse du poinçon, l'effondrement du bord de la cavité du moule, la fissuration de la bavure par le pont, les fissures au fond de la cavité du moule, la fissuration aux angles, l'usure et l'érosion, etc. Les principales raisons de l'échec des moules de coulée sous pression sont les défauts du matériau du moule lui-même, le traitement, l'utilisation, l'entretien et le traitement thermique du moule.

• Défauts dans le matériau du moule lui-même

Comme nous le savons tous, les conditions de utilisation de moules de coulée sous pression sont extrêmement durs. En prenant le moule de moulage sous pression en aluminium comme exemple, le point de fusion de l'aluminium est de 580-740℃, et la température de l'aluminium fondu est contrôlée à 650-720℃ pendant l'utilisation. Lors du moulage sous pression sans préchauffage du moule, la température de surface de la cavité passe de la température ambiante à la température du liquide, et la surface de la cavité subit une forte contrainte de traction. Lorsque la partie supérieure du moule est ouverte, la surface de la cavité est soumise à une forte contrainte de compression. Après des milliers de moulages sous pression, des défauts tels que des fissures apparaissent à la surface du moule. On peut voir que les conditions d'utilisation du moulage sous pression sont un chauffage rapide et un refroidissement rapide. Le matériau de la matrice doit être constitué d'acier pour matrice de travail à chaud avec une résistance à la fatigue thermique, une ténacité à la rupture et une stabilité thermique élevées. H13 (4Cr5MoV1Si) est actuellement un matériau largement utilisé. Selon les rapports, 80% de cavités étrangères utilisent H13 et 3Cr2W8V est encore largement utilisé en Chine, mais 3Cr2W8VT a de mauvaises performances techniques, une mauvaise conductivité thermique et un coefficient de dilatation linéaire élevé. De nombreuses contraintes thermiques sont générées pendant le travail, entraînant des fissures voire des fissures dans le moule, et il est facile à décarburer lorsqu'il est chauffé, ce qui réduit la résistance à l'usure du moule, il s'agit donc d'une nuance d'acier obsolète. L'acier maraging convient aux moules qui ne nécessitent pas une résistance élevée à l'usure et à la corrosion contre la fissuration thermique. Les alliages résistants à la chaleur tels que le tungstène et le molybdène sont limités à de petits inserts présentant une fissuration et une corrosion thermiques importantes. Bien que ces alliages soient à la fois cassants et sensibles à l'entaille, leur avantage est qu'ils ont une bonne conductivité thermique. La matrice de moulage sous pression a une bonne adaptabilité. Par conséquent, sous un traitement thermique et une gestion de la production raisonnables, H13 a toujours des performances satisfaisantes.

Le matériau utilisé pour fabriquer le moule de coulée sous pression doit répondre aux exigences de conception dans tous les aspects pour garantir que le moule de coulée sous pression peut atteindre la durée de vie prévue dans ses conditions d'utilisation normales. Par conséquent, avant la mise en production, une série d'inspections doit être effectuée sur les matériaux pour éviter la mise au rebut prématurée des moules et le gaspillage des coûts de traitement causés par des matériaux défectueux. Les méthodes d'inspection couramment utilisées comprennent l'inspection macroscopique de la corrosion, l'inspection métallographique et l'inspection par ultrasons.

1. Contrôle macroscopique de la corrosion. Vérifiez principalement la porosité, la ségrégation, les fissures, les fissures, les inclusions non métalliques, les fissures de marteau et les coutures du matériau.
2. Contrôle métallographique. Il inspecte principalement la ségrégation, l'état de distribution, la cristallinité et les inclusions inter-grains de carbures sur les joints de grains du matériau.
3. Examen échographique. Il inspecte principalement les défauts et les tailles à l'intérieur du matériau.

• Traitement, utilisation, réparation et entretien de moules de coulée sous pression

Lors de la détermination de la vitesse d'injection de la machine de moulage sous pression, la vitesse maximale du processus de moulage sous pression ne doit pas dépasser 100 m/s. Si la vitesse de coulée sous pression est trop élevée, il est facile de provoquer la corrosion du moule et d'augmenter les dépôts sur la cavité et le noyau ; mais le réglage de la vitesse d'injection est trop faible. Défauts de moulage. Par conséquent, la vitesse d'injection minimale du moulage sous pression en aluminium doit être fixée à 18 m/s, la vitesse d'injection maximale du moulage sous pression en aluminium ne doit pas dépasser 53 m/s et la vitesse d'injection moyenne doit être fixée à 43 m/s.

En cours de traitement, des modèles plus épais ne peuvent pas être superposés pour garantir leur épaisseur. Parce que l'épaisseur de la plaque d'acier est doublée, la déformation en flexion est réduite de 85%, et la stratification ne peut jouer qu'un rôle de superposition. La déformation en flexion de deux planches de même épaisseur que la planche simple est 4 fois celle de la planche simple. De plus, lors du traitement des canaux d'eau de refroidissement, une attention particulière doit être accordée à la concentricité lors du traitement des deux côtés. Si les coins de la tête ne sont pas concentriques les uns aux autres, lors de l'utilisation, les coins connectés se fissureront. La surface du système de refroidissement doit être lisse et de préférence exempte de marques d'usinage.

L'EDM est de plus en plus utilisé dans l'usinage des cavités de moules, mais une couche durcie reste à la surface de la cavité après l'usinage. Cela est dû à l'auto-cémentation et à la trempe de la surface du moule pendant le traitement. L'épaisseur de la couche durcie est déterminée par l'intensité et la fréquence du courant lors de l'usinage, et elle est moins profonde lors de l'usinage grossier. Quelle que soit l'épaisseur de la couche durcie, la surface du moule subit de fortes contraintes. Une fois que la cavité du moule est EDM, la couche durcie doit être retirée ou la contrainte doit être soulagée. Sinon, des fissures, des piqûres et des fissures se produiront à la surface du moule pendant l'utilisation.

Décharge de couche durcie ou soulagement des contraintes disponible :

1. Retirez la couche durcie avec une pierre à aiguiser ou un meulage;
2. À condition de ne pas réduire la dureté, la contrainte peut être soulagée en dessous de la température de revenu, ce qui peut réduire considérablement la contrainte de surface de la cavité du moule.

Le processus de moulage doit être strictement contrôlé lors de l'utilisation du moule. Dans le cadre des permis de procédé, essayez de réduire la température de coulée de l'aluminium fondu, la vitesse d'injection et d'augmenter la température de préchauffage du moule. La température de préchauffage du moule de moulage sous pression en aluminium est augmentée de 100-130℃ à 180-200℃, et la durée de vie du moule peut être grandement améliorée.

La réparation par soudage est une méthode courante de réparation des moules. Avant le soudage, le type d'acier de matrice à souder doit être maîtrisé et les défauts de surface doivent être éliminés par usinage ou meulage. La surface de soudage doit être propre et sèche. Les électrodes utilisées doivent être de la même composition que l'acier de la matrice et doivent également être propres et séchées. Le moule est préchauffé avec l'électrode (H13 est de 450 ℃), et une fois que la température de surface est cohérente avec la température à cœur, il est réparé par soudage sous gaz de protection. Pendant le processus de soudure, lorsque la température est inférieure à 260℃, il est nécessaire de réchauffer. Après le soudage, lorsque le moule refroidit au toucher, chauffez-le à 475 ℃ et maintenez-le au chaud à 25 mm/h. Enfin, il est complètement refroidi à l'air calme, puis le détourage et la finition de la cavité sont effectués. Le chauffage et le revenu du moule après le soudage constituent une partie importante de la réparation par soudage, c'est-à-dire l'élimination des contraintes de soudage et le revenu de la couche mince sous la couche de soudage qui est chauffée et trempée pendant le soudage.

Après que le moule a été utilisé pendant un certain temps, en raison de la vitesse d'injection élevée et de l'utilisation à long terme, il y aura des dépôts sur la cavité et le noyau. Ces dépôts sont formés par la combinaison d'agents de démoulage, d'impuretés de liquide de refroidissement et de petites quantités de métal moulé sous pression à haute température et pression. Ces dépôts sont assez durs et adhèrent fermement aux surfaces de la cavité et du noyau et sont difficiles à éliminer. Lors de l'élimination des dépôts, ceux-ci ne peuvent pas être éliminés par chauffage au chalumeau, ce qui peut conduire à la génération de points chauds locaux ou points de décarburation à la surface du moule, devenant ainsi à l'origine de fissurations thermiques. Le meulage ou l'enlèvement mécanique doit être utilisé, mais les autres profils ne doivent pas être endommagés, ce qui entraînerait des changements dimensionnels.

Un entretien régulier du moule peut maintenir le moule en bon état. Après l'essai du nouveau moule, que l'essai soit qualifié ou non, le revenu de détente doit être effectué avant que le moule n'ait été refroidi à température ambiante. Lorsque le nouveau moule est moulé sous pression 10 000 fois, la cavité du moule et la base du moule doivent être trempées à 450 - 480 ℃, et la cavité doit être polie et nitrurée pour éliminer les contraintes internes et les légères fissures à la surface de la cavité. À l'avenir, le moule doit être maintenu de la même manière après 12 000 à 15 000 fois de moulage. Lorsque le moule est utilisé pendant 50 000 temps de moulage, il peut être entretenu tous les 25 000 à 30 000 temps de moulage. Avec la méthode ci-dessus, la vitesse et la durée de la fissuration du moule causée par la contrainte thermique peuvent être considérablement ralenties.

En cas d'érosion et de fissuration sévères, un traitement de nitruration peut être effectué sur la surface du moule pour améliorer la dureté et la résistance à l'usure de la surface du moule. Cependant, la dureté de la matrice de nitruration doit être de 35-43HRC. Lorsque la dureté est inférieure à 35HRC, la couche nitrurée ne peut pas être solidement associée à la matrice. Après une période d'utilisation, il tombera en gros morceaux. S'il est supérieur à 43HRC, il est facile de provoquer des fractures dans les parties convexes de la surface de la cavité. Lors de la nitruration, l'épaisseur de la couche de nitruration ne doit pas dépasser 0,15 mm. S'il est trop épais, il tombera au niveau de la surface de séparation et des angles vifs.

• Traitement thermique des moules

Le fait que le traitement thermique soit correct ou non est directement lié à la durée de vie du moule. En raison du processus de traitement thermique et des règles de traitement incorrects, le moule est mis au rebut en raison de la déformation, de la fissuration et de la contrainte résiduelle du traitement thermique, ce qui entraîne une défaillance du moule en cours d'utilisation, ce qui représente environ 50% du taux de défaillance du moule.

La cavité du moule de moulage sous pression est en acier allié de haute qualité. Le prix de ces matières premières est relativement élevé, de plus le coût de transformation et le coût combiné sont très élevés. Si, en raison d'un traitement thermique inapproprié ou d'une mauvaise qualité de traitement thermique, la ferraille ou la durée de vie ne répond pas aux exigences de conception, cela entraînera de grandes pertes économiques. Par conséquent, faites attention aux points suivants lors du traitement thermique :

1.  Les pièces forgées sont sphéroïdisées et recuites avant d'être refroidies à température ambiante.
2. Des traitements supplémentaires de trempe et de revenu sont ajoutés après l'ébauche et avant la finition. Pour éviter que la dureté ne soit trop élevée et ne cause des difficultés de traitement, la dureté est limitée à 25-32HRC et un revenu de détente est organisé avant la finition.
3. Il convient de prêter attention à la décarburation et à l'augmentation du carbone à la surface de la cavité lors du traitement thermique. Une mauvaise décarburation causera des dommages au moule et des fissures à haute densité; l'augmentation du carbone réduira la résistance à la fatigue thermique.
4. Lors de la nitruration, il convient de noter qu'il ne doit pas y avoir de taches d'huile sur la surface de nitruration. La surface nettoyée ne doit pas être directement touchée à la main et des gants doivent être portés pour éviter que la surface nitrurée ne soit tachée d'huile et ne provoque une couche nitrurée inégale.
5.  Entre les deux processus de traitement thermique, lorsque la température du processus précédent est réduite au toucher, le processus suivant sera effectué et il ne doit pas être refroidi à température ambiante.
6. Faire attention aux points critiques Ac1 et AC3 de l'acier et au temps de maintien lors de la trempe pour éviter que l'austénite ne grossisse. Lors de la trempe, maintenez la chaleur à 20 mm/h, et le nombre de trempe est généralement de 3 fois. Lorsque la nitruration est présente, le troisième revenu peut être omis.

Ce qui précède sont quelques idées et analyses superficielles de HARSLE sur comment améliorer la durée de vie des moules de coulée sous pression. Dans le processus de production proprement dit, de nombreux facteurs affectent la durée de vie des moules de coulée sous pression et impliquent un large éventail d'aspects. Comment améliorer la durée de vie des moules de coulée sous pression est un problème complexe. Le problème global mérite une discussion et des recherches plus approfondies par le personnel professionnel et technique.

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