Analyse approfondie : Guide complet des points clés et du contrôle de précision dans le processus de matriçage à froid pour les fixations

Résumé : Le procédé de frappe à froid est une technologie de base dans la fabrication de fixations, largement adoptée pour son rendement élevé, ses économies de matériaux et ses performances supérieures. Cet article fournit une analyse systématique de la manière d'améliorer la précision et la qualité de fabrication des fixations sous cinq aspects clés : les caractéristiques du processus, les facteurs affectant la précision, la sélection de l'équipement, les exigences en matière de matériaux et la sélection du lubrifiant.

La frappe à froid est une méthode de forgeage qui permet de façonner des tiges métalliques à température ambiante à l'aide de matrices. Ses principaux avantages comprennent :

• Formage de précision : basé sur la théorie de la déformation plastique du métal, il permet d'obtenir des formes et des dimensions prédéterminées grâce à une pression appliquée à température ambiante.
• Haute efficacité et automatisation : grâce à des machines de frappe à froid multi-stations, il peut réaliser en continu plusieurs processus tels que la découpe, le formage, le chanfreinage et le laminage de filets.
• Amélioration des performances : les pièces présentent une bonne qualité de surface et une précision dimensionnelle élevée. En contrôlant rationnellement l'ampleur de la déformation, les effets de l'écrouissage peuvent être optimisés pour obtenir une excellente résistance mécanique.
• Avantages économiques : réduit ou remplace considérablement les processus d'usinage, ce qui en fait la méthode privilégiée pour la production en série de boulons, écrous, rivets, etc.

Atteindre une frappe à froid de haute précision nécessite un contrôle strict des variables suivantes :

• Composition chimique : Les métaux purs ont généralement une meilleure plasticité que les alliages ; les impuretés peuvent facilement induire une fragilité.
• Structure métallographique : la taille des grains, la ségrégation et les inclusions (telles que les pores, les cavités de retrait) affectent directement la plasticité du matériau.
• Température de déformation : Bien que la formation se produise à température ambiante, la plasticité du matériau change de manière non linéaire avec les fluctuations de température.
• Taux de déformation : les variations de taux ont un impact double et complet sur la plasticité du métal.
• Conditions mécaniques : Un état de contrainte de compression est propice à l'exploitation de la plasticité ; la conception de la matrice doit optimiser la répartition des contraintes.
• Continuité de la déformation : une déformation intermittente peut parfois améliorer les performances de formage des métaux à faible plasticité.

Des machines de frappe à froid de haute qualité sont fondamentales pour garantir la précision et doivent posséder les caractéristiques suivantes :

• Résistance structurelle : corps de la machine moulé à partir d'un alliage de fer nodulaire à haute résistance à la traction ; Les connexions du vilebrequin utilisent des manchons en alliage de cuivre très résistants à l'usure.
• Système d'alimentation : transmission à engrenages à deux étages combinée à un frein d'embrayage pneumatique pour un transfert de puissance efficace et économe en énergie.
• Stabilité opérationnelle : la barre de coupe entraînée par la plaque de guidage assure une transmission linéaire de la force de coupe et un excellent équilibre dynamique.
• Surveillance intelligente : équipé de dispositifs de détection de défauts et de protection de sécurité, capables d'un arrêt automatique pour protéger les matrices.
• Précision d'alimentation : la boîte d'alimentation doit inclure un dispositif de prévention de poussée et prendre en charge une régulation de vitesse continue à fréquence variable.

La qualité des matériaux détermine directement la limite supérieure des performances du produit fini :

• Traitement de conditionnement : doit subir un recuit de sphéroïdisation ; la microstructure doit être de la perlite sphéroïdisée, possédant une caractéristique de « surface dure, noyau mou » pour optimiser la qualité de coupe.
• Dureté et plasticité : le matériau étiré à froid doit avoir une dureté inférieure pour réduire la tendance à la fissuration et protéger les matrices.
• Exigences de surface : Le film lubrifiant doit apparaître comme une couleur terne uniforme, exempt de rayures, de fissures, de rouille ou de tartre.
• Contrôle de décarburation : L'épaisseur totale de la couche de décarburation radiale ne doit pas dépasser 1 % du diamètre.
• Sensibilité au durcissement : les matières premières doivent être évaluées par des tests de frappe à froid ; une sensibilité plus faible est plus favorable à la formation.

La lubrification sert non seulement à réduire la friction, mais constitue également une garantie cruciale pour le processus de formage :

• Lubrification extrême pression : empêche le grippage de la matrice, en particulier pour les matériaux difficiles à usiner comme l'acier inoxydable.
• Dissipation thermique et respect de l'environnement : une bonne dissipation thermique empêche la surchauffe locale ; les formulations à faible fumée et à faible odeur améliorent l’environnement de travail.
• Propriétés protectrices : réduit la génération de boues, assure la prévention de la rouille entre les processus et prolonge considérablement la durée de vie des poinçons et des matrices.
• Large applicabilité : répond aux besoins de traitement des produits présentant de grandes quantités de déformation, tels que les rivets creux et les boulons à haute résistance.

L'amélioration de la précision des fixations est un projet systématique impliquant plusieurs aspects interdépendants tels que le débogage des équipements, le criblage des matériaux et l'optimisation de l'environnement de lubrification. Le strict respect des spécifications du processus garantit non seulement la qualité du produit, mais permet également de réduire les coûts et d’améliorer l’efficacité.