Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L'analyse des besoins pour les constituants d'un moule fait apparaître deux types de matériaux. D'une part, le matériau constituant la carcasse doit avoir une bonne résistance aux chocs, une dureté moyenne et une grande stabilité dimensionnelle. C'est souvent un acier de construction ou un acier à outil pour travail à froid de structure métallurgique fine. D'autre part, pour le matériau pour les empreintes, on privilégie la dureté et la résistance à chaud. Le choix se porte souvent vers des aciers à outils pour travail à chaud, de structure très fine, issus de la métallurgie classique ou de la métallurgie des poudres.
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The needs analysis for the components of a mold highlights two types of materials. On the one hand, the material forming the frame must present good shock resistance, an average hardness and a high dimensional stability. It often consists of a structural steel or a tool steel for the cold working of fine metallurgic structures. On the other hand, hardness and resistance to heat is favored for mold cavities. Tool steels for hot working with a very fine structure from traditional or powder metallurgy are often privileged.
Auteur(s)
-
Thomas MUNCH : Ingénieur ENSAIS-EAHP - Agrégé en Mécanique - Ancien Responsable Injection de Hage
INTRODUCTION
Les principaux facteurs intervenant dans la longévité des outillages d'injection plastique sont la conception, la réalisation mécanique et le choix des matériaux. Le coût d'outillage est souvent très élevé et constitué principalement par la fabrication des empreintes. Le coût des aciers est proportionnellement faible. C'est pourquoi le choix des aciers se fait principalement sur des critères techniques, le prix d'achat étant secondaire. Un choix judicieux permet d'agir efficacement pour augmenter considérablement la durée de vie des outillages.
Les besoins en termes de propriétés de matériaux sont spécifiques à la carcasse, aux empreintes et aux pièces mobiles du moule. Ils concernent la tenue aux chocs, la limite d'élasticité, la conductibilité thermique, la résistance chimique, la résistance à l'usure, ainsi que les aptitudes à l'usinage, aux traitements thermiques et au polissage.
Les propriétés des aciers dépendent avant tout de leur composition et du traitement thermique : la connaissance de l'influence de ces paramètres sur les besoins spécifiques liés à l'injection des matières plastiques permet d'optimiser la longévité des outillages. Cependant, la pratique des traitements thermiques présente des risques liés à la spécificité des aciers généralement choisis. La prise en compte de ces phénomènes permet de réduire considérablement le danger de détruire les empreintes lors des traitements.
Le procédé d'obtention de l'acier permet également d'optimiser de façon très conséquente certaines propriétés indispensables pour des applications spécifiques à la plasturgie.
Un certain nombre de situations requiert des propriétés qui ne peuvent être obtenues avec des aciers. Le recours à d'autres matériaux permet de satisfaire des besoins parfois antagonistes.
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metallurgy | heat treatements
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Traitements superficiels – Applications4. Limitation des risques lors du traitement thermique
4.1 Origine du problème
Pour les pièces constituant le moule, l'acier est généralement chauffé par conduction puis par rayonnement pour les températures élevées. La couche extérieure de la pièce est toujours plus chaude que le cœur : la dilatation thermique est plus rapide dans la zone extérieure de la pièce. Pour la même raison, si la pièce présente des différences d'épaisseur, les zones plus minces subissent plus rapidement la dilatation thermique. Ces différences de dilatation engendrent des contraintes dans la pièce.
Si la contrainte dépasse la limite élastique du matériau à la température considérée, une partie de la déformation est permanente.
De même l'austénitisation qui entraîne une diminution de volume, intervient plus rapidement dans les zones de faible épaisseur et dans la couche superficielle de la pièce.
Les contraintes sont d'autant plus élevées, que l'hétérogénéité thermique est élevée : elles sont fonction de la vitesse de chauffe, de la géométrie de la pièce et des propriétés thermiques de la matière.
Afin de limiter les différences de température dans la pièce, on pratique plusieurs paliers lors de la chauffe.
HAUT DE PAGE4.1.1.2 Aciers contenant des carbures
Il y a un important risque de déchaussement des carbures par différence de dilatation thermique due à la mauvaise conductivité thermique des carbures. Ce problème ne se pose pas au refroidissement, car les carbures restent plus chauds, c'est-à-dire plus grands, que la matrice.
Dans ce cas, outre les paliers d'homogénéisation, on limite la vitesse de chauffe entre les paliers, de façon à réduire le plus possible les écarts de température...
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Limitation des risques lors du traitement thermique
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BARRALIS (J.), MAEDER (G.) - Métallurgie. - Afnor Nathan 2005.
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(2) - BERANGER et all. - Les aciers spéciaux - . Tech et Doc Lavoisier 1989.
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(3) - DOBRACZINSKY (A.), PIPERAUD (M.), TROTIGNON (J.-P.), VERDU (J.) - Précis de matières plastiques. - Afnor Nathan 2006.
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(4) - GASTROW (H.) - Injection Mold: 130 Proven Designs - . 3rd edition, Carl Hanser Verlag, Munich, 2002.
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(5) - MUNCH (T.) - Du Process à la pièce : l'injection des Plastiques. - VTP Éditions 2006.
-
(6) - MUNCH (T.) - Konsequente Optimierung des Spritzgiessverfahrens - . BOD GmbH 2008.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Forum International de la Plasturgie, tous les trois ans à Lyon http://www.f-i-p.com
K – Messe, salon européen de la Plasturgie de rang mondial, tous les trois ans à Düsseldorf http://www.k-online.de
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Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Aubert et Duval http://www.aubertduval.fr/
Bodycote http://fbi.bodycote.com/
Boehler http://www.bohler.fr/
DME-EOC http://www.dmeeu.com
Hasco http://www.hasco.de
Metatherm http://www.metatherm.fr/
Rabourdin http://www.rabourdin.fr
Strack Norma http://www.strack.de
Uddeholm http://www.uddeholm.fr/
Organismes – Fédération – Association (liste non exhaustive)
A3TS Association de Traitements Thermiques et Traitements de Surface http://www.a3ts.org/
EUROFER European Steel Association http://www.eurofer.org/
FFA Fédération Française de l'Acier ...
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