Mesures visant à améliorer la déformation et la fissuration des matrices d'estampage lors du traitement thermique

I. Traitement thermique préliminaire
Pour les pièces forgées de matrices d'estampage en acier hypereutectoïde, une normalisation doit d'abord être effectuée, suivie d'un recuit de sphéroïdisation pour éliminer la cémentite secondaire en réseau à l'intérieur des pièces forgées, affiner la structure du grain, soulager les contraintes internes et préparer la microstructure pour le traitement thermique ultérieur. Avant la trempe des pièces de matrices d'estampage (telles que les matrices concaves), une trempe à basse température doit d'abord être effectuée. Pour les matrices avec des formes plus complexes et des exigences de haute précision, un traitement de trempe et de revenu doit être effectué après l'usinage brut et avant l'usinage de finition afin de réduire la déformation de trempe, de minimiser la tendance à la fissuration et de préparer la microstructure pour le traitement thermique final.

II. Optimisation des processus de trempe et de revenu

1. Protection des pièces pendant la trempe
   La trempe et le revenu sont des étapes critiques qui affectent la déformation ou la fissuration des pièces de matrices d'estampage pendant le traitement thermique. Pour les zones des pièces de matrices critiques sujettes à la déformation ou à la fissuration pendant la trempe, des mesures de protection efficaces doivent être prises pour assurer des formes de pièces et des sections transversales symétriques, ainsi que des contraintes internes équilibrées.

2. Amélioration des méthodes de chauffage
   Pour les petits poinçons et matrices d'estampage ou les pièces cylindriques minces, le préchauffage à 520–580°C avant de les placer dans un four à bain de sel à température moyenne pour le chauffage à la température de trempe peut réduire considérablement la déformation par rapport au chauffage direct dans un four électrique ou à réverbération. Cette méthode permet également de contrôler la tendance à la fissuration. En particulier pour les pièces de matrices en acier fortement allié, la méthode de chauffage correcte consiste à préchauffer d'abord, puis à augmenter la température au niveau de trempe. La durée d'exposition à haute température doit être minimisée pendant le chauffage pour réduire la déformation de trempe et éviter la formation de microfissures.

3. Détermination de la température de chauffage
   Des températures de trempe excessivement élevées grossissent les grains d'austénite et provoquent l'oxydation et la décarburation, augmentant la tendance à la déformation et à la fissuration. Dans la plage de température de chauffage spécifiée, si la température de trempe est trop basse, les trous internes de la pièce peuvent se rétrécir, réduisant la taille de l'alésage. Par conséquent, la limite supérieure de la plage de température de chauffage doit être sélectionnée pour les aciers au carbone. Pour les aciers alliés, des températures de chauffage plus élevées peuvent provoquer une expansion des trous internes et une augmentation de la taille de l'alésage, de sorte que la limite inférieure de la plage de température de chauffage est préférable.

4. Sélection des milieux de refroidissement
   Pour les aciers alliés, la meilleure méthode pour minimiser la déformation de trempe est la trempe isotherme ou la martrempe dans un bain chaud de nitrate de potassium et de nitrite de sodium. Cette méthode est particulièrement adaptée aux matrices d'estampage avec des formes complexes et des exigences dimensionnelles précises. Pour certaines pièces de matrices poreuses, le temps de trempe isotherme ne doit pas être trop long, car cela peut entraîner une augmentation du diamètre ou du pas des trous. L'utilisation des caractéristiques de retrait pendant le refroidissement à l'huile et d'expansion pendant le refroidissement au sel de nitrate, et l'application d'une trempe à double milieu de manière appropriée, peuvent réduire la déformation des pièces.

5. Optimisation des méthodes de refroidissement
   Avant de placer les pièces dans le milieu de refroidissement après les avoir retirées du four de chauffage, elles doivent d'abord être refroidies à l'air de manière appropriée. C'est l'une des méthodes efficaces pour réduire la déformation de trempe et prévenir la fissuration. Après avoir placé les pièces de matrices dans le milieu de refroidissement, elles doivent être tournées de manière appropriée, avec des changements de direction de rotation, pour assurer des vitesses de refroidissement uniformes sur toutes les parties du composant. Cela réduit considérablement la déformation et prévient la fissuration.

6. Contrôle du processus de revenu
   Après avoir été retirées du milieu de refroidissement, les pièces de matrices ne doivent pas être laissées à l'air trop longtemps, mais doivent être rapidement placées dans un four de revenu pour le revenu. Pendant le revenu, la fragilité de revenu à basse et haute température doit être évitée. Pour les pièces de matrices avec des exigences de haute précision, de multiples traitements de revenu après la trempe peuvent aider à soulager les contraintes internes, à réduire la déformation et à minimiser la tendance à la fissuration.

7. Traitement thermique avant la découpe au fil
   Pour les pièces de matrices d'estampage traitées par découpe au fil, une trempe progressive et de multiples traitements de revenu doivent être appliqués avant la découpe au fil pour améliorer la trempabilité des pièces, assurer une répartition uniforme des contraintes internes et maintenir un état de faible contrainte interne. Plus la contrainte interne est faible, moins il y a de tendance à la déformation et à la fissuration après la découpe au fil.