Fiches techniques métaux et plastiques Metonorm

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Introduction

- ACIER A OUTILS

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A NOTER

- La désignation « SUPREME » signifie qu’il s’agit d’un acier auquel des techniques d’élaboration spéciales et un contrôle minutieux ont permis de donner une pureté élevée. D’autre part, l’acier VIDAR SUPREME possède de bien meilleures propriétés isotropiques comparativement aux nuances produites par les procédés classiques, du type X38 CrMoV 51.
- Ces propriétés isotropiques améliorées sont particulièrement précieuses dans le cas d’outils soumis à de fortes contraintes mécaniques et thermiques, comme par exemple les matrices de moulage sous pression et les outils de forgeage/estampage.
- Sur le plan pratique, ces outils peuvent être utilisés dans des duretés quelque peu plus élevées (2 HRC) sans perte de ténacité. Etant donné qu’une augmentation de dureté réduit le criquage thermique, on peut s’attendre à une amélioration des performances des outils.
- L’acier VIDAR SUPREME répond aux spécifications les plus courantes en matière d’aciers à outils de haute qualité pour travail à chaud telles que : Peugeot, Citroën, Renault, Volkswagen et Verein, Deutscher Gießereifachleute (VDG MerkblattM82).

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GENERALITES

- L’acier VIDAR SUPREME est un acier à outils au chrome-molybdène-vanadium pour travail à chaud
- Haute résistance aux chocs thermiques et à la fatigue thermique
- Bonne résistance à haute température
- Ténacité et ductilité excellentes dans toutes les directions
- Structure homogène et capacité d’usinage
- Excellentes propriétés de trempe à coeur
- Faible déformation à la trempe.

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APPLICATIONS

- Outils de moulage sous pression

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TRAITEMENT THERMIQUE

1) RECUIT DOUX :
- Protégez l’acier et chauffez-le à coeur jusqu’à 850°C. Refroidissez ensuite au four, à raison de 10°C par heure jusqu’à 650°C, puis à l’air libre.

2) RECUIT DE DÉTENTE :
- Après dégrossissage, l’outil doit être chauffé à coeur jusqu’à 650°C. Temps de maintien 2 heures. Refroidissez ensuite lentement jusqu’à 500°C, puis à l’air libre.

3) TREMPE :
- Température de préchauffe : 600 - 850°C (normalement en deux paliers).
- Température d’austénitisation : 990 - 1010°C, normalement 1000°C. Temps de maintien 30 - 45 minutes, le temps le plus long s’appliquant à une chauffe en bain de sel ou en bain fluidisant. (Temps de maintien = maintien à la température d’austénitisation après que l’outil ait été chauffé à coeur).
- Protégez l’outil contre la décarburation et l’oxydation en cours d’austénitisation.

4) REVENU :
- Choisissez la température de revenu en fonction de la dureté désirée.
- Procédez à deux revenus successifs avec refroidissement intermédiaire à la température ambiante.
- Température de revenu mini 180°C.
- Temps de maintien mini à la température de revenu 2 heures.
- Pour éviter les risques de fragilisation, il ne faut pas effectuer de revenu dans la plage 425 - 550°C.

5) AGENTS DE TREMPE :
- Flux de gaz à grande vitesse/circulation d’air
- Vide (flux de gaz à grande vitesse sous pression suffisante)
- Trempe différée martensitique ou bain fluidisant à 500 - 550°C, puis refroidissement à l’air.
- Trempe différée martensitique ou bain fluidisant à environ 180 - 220°C, puis refroidissement à l’air
- Huile chaude
- Remarque 1 : L’outil doit faire l’objet d’un revenu dès que sa température atteint 50 - 70°C.
- Remarque 2 : Pour que l’outil acquière des propriétés optimales, le refroidissement doit être rapide, mais pas au point cependant de provoquer des déformations inacceptables ou des fissures.

6) NITRURATION :
- La nitruration donne une couche superficielle dure, extrêmement résistante à l’usure et à l’érosion. La couche nitrurée est toutefois fragile et peut donc se fissurer ou éclater lorsqu’elle est exposée à des chocs mécaniques ou thermiques, ce risque augmentant avec son épaisseur.
- Avant nitruration, l’outil doit être trempé et revenu à une température supérieure d’au moins 50°C à la température de nitruration.
- La nitruration à l’ammoniaque à 525°C ou sous plasma, constitué d’un mélange à 90% d’hydrogène/10% d’azote, à 480°C permet d’obtenir dans un cas comme dans l’autre une dureté superficielle de 1000 à 1250 HV1.
- En général, la nitruration sous plasma est la formule préférée, du fait qu’elle permet un meilleur contrôle du potentiel azote ; en particulier, la formation de ce qu’il est convenu d’appeler la couche blanche, qui n’est pas recommandée pour les outils pour travail à chaud, peut ainsi être évitée.
- Cela étant, une nitruration au gaz effectuée avec soin peut également donner des résultats parfaitement acceptables.

7) NITROCARBURATION :
- La nitruration en bain de sel (traitement Tenifer par exemple) est effectuée dans un bain spécial ou un gaz à environ 570°C.
- Ce traitement d’une durée normale de 2 heures donne une dureté superficielle d’environ 950–1000 HV.

8) ELECTRO EROSION :
- Si l’on recourt à l’électro-érosion pour l’usinage d’un outil trempé et revenu, celui-ci doit alors faire l’objet d’un revenu complémentaire à environ 25°C au-dessous de la température de revenu précédente.

9) RECTIFICATION :
- Une technique de rectification correcte permet d’éviter les risques de fissures et de prolonger la durée de l’outil. Les outils revenus à basse température sont spécialement sensibles à cet égard. Seules doivent être utilisées des meules à grains ouverts, tendres et correctement dressées.

10) TRAITEMENT THERMIQUE APRES SOUDURE :
- Sur pièces trempées : Effectuez un revenu supplémentaire, dont la température sera de 10°C inférieure à celle du précédent revenu.
- Sur pièces recuites : Effectuez un recuit à 850°C sous atmosphère controlée. Ensuite, laissez refroidir dans le four à raison de 10°C par heure jusqu’à 650°C puis à l’air libre.

11) CHROMAGE DUR :
- Après chromage, les pièces doivent faire l’objet d’un revenu à 180°C d’une durée de 4 heures pour éviter les risques de fragilisation par l’hydrogène.

12) SOUDAGE :
- De bons résultats peuvent être obtenus lors du soudage d’aciers à outils pour autant que les précautions adéquates soient prises en cours de soudage (température de travail élevée, préparation du joint, choix des électrodes et méthode de soudure.)