Pièces de moule (moules de travail à froid)

Revêtements PVD pour moules de travail à froid

Les attentes de production à grande vitesse dans le secteur des moules nécessitent le développement de matériaux, procédés et revêtements de moules plus résistants à l’usure.

Des conditions de travail de plus en plus difficiles augmentent l’exigence de revêtements. Cette exigence est définie en fonction des conditions suivantes:

  • En particulier dans les secteurs de l’automobile et des appareils électroménagers blancs, l’utilisation de feuilles à résistance et à la corrosion plus élevées s’est généralisée.
  • Les vitesses de presse ont été augmentées pour une production plus rapide
  • Le nombre d’étapes est réduit dans les moules progressifs; c’est-à-dire que la quantité de déformation dans la pièce augmente à chaque étape. C’est un facteur qui augmente la vitesse d’usure
  • En raison de facteurs environnementaux, les lubrifiants sont limités et, par conséquent, la quantité et l’efficacité de lubrification sont réduites.

En général, une dureté de surface élevée, une résistance élevée à l’usure et un coefficient de friction de surface faible sont recherchés en appliquant un revêtement PVD sur les moules de filature, de forme, d’emboutissage profond et de découpe-poinçonnage. Il n’y a pas un seul type de revêtement qui réponde à toutes ces attentes à la fois. Pour cette raison, les propriétés de la presse, le type de l’acier du moule, les propriétés de la tôle à utiliser, les conditions de lubrification de la presse et les caractéristiques d’usure prédominantes des pièces du moule doivent être examinées et quel type de revêtement est plus approprié doit être déterminé en fonction de ces résultats.

Les mécanismes généraux d’usure survenant dans les pièces de moule de travail à froid et les propriétés de revêtement qui devraient être préférées en fonction de ces mécanismes sont résumés dans le tableau latéral.

Mécanisme d’échecPropriété prédominante attendue du revêtement
Usure abrasive (éraflure, cueillette, usure sur une surface libre, atrophie dans des coins aigus)Dureté et ténacité élevées
Usure adhésive (enroulement, filage, usure adhésive sur une surface libre, adhérence de la pièce à un coin pointu)Coefficient de friction faible, graissage de surface élevé
Déversement de la bouche, marquage, fractureHaute ténacité et dureté, traitement thermique approprié avant le revêtement
Déformation plastique (Chane de forme, fracture, dommages de masse)Ténacité, acier moulé, dureté et résistance élevées et sélection du revêtement, traitement thermique approprié avant le revêtementTénacité, acier moulé, dureté et résistance élevées et sélection du revêtement, traitement thermique approprié avant le revêtement

L’importance du traitement thermique avant le revêtement

Étant donné que le revêtement PVD est dans une structure de film mince composite en couches, il se déplace avec le matériau de base sous des charges mécaniques et agit comme s’il s’agissait d’une seule structure. Par conséquent, il est essentiel que le matériau de base ait une dureté et une ténacité suffisante et qu’il soutienne le film de revêtement, afin que le revêtement ne se fissure pas.

Pour cette raison, pour que le revêtement ait une durabilité suffisante, le matériau de base doit être soumis à des traitements thermiques appropriés et il doit pouvoir avoir les propriétés de dureté et de ténacité qui soutiendra le revêtement pour être acquises. Le matériau de base mou provoquant des fissures de revêtement sous charge est indiqué dans le tableau latéral.

Pièces de moule (moules de travail à froid)

Types de revêtement PVD pour pièces de moule (moules de travail à froid)

Nom du revêtementComposition chimiqueDureté (HV)Coefficient de friction*Epaisseur (μm)Température de dégradation (°C)CouleurPropriétés
Super TiNà base de TiN26000,402 – 5600Jaune doréUtilisation générale, large domaine d’application, toutes les propriétés mécano-chimiques sont de niveau moyennes
Antrazità base de TiCN38000,251 – 4400Violet-GrisDureté élevée, coefficient de frottement faible, résistance aux températures moyennes
Zafir Plusà base de AlTiCN36000,551 – 4900Noir-VioletDureté élevée, résistance à l’oxydation élevée, dureté thermique élevée
Moldex Extraà base de CrN24000,352 – 10700Argent GrisCoefficient de frottement faible, qualité de surface élevée, ténacité de revêtement très élevée, caractéristique d’une application épaisse
Alternaà base de ZrN30000,301 – 5450Jaune vifExcellentes propriétés de surface, très forte abrasion adhésive, adhérence, résistance au bobinage
Potentaà base de TiCrN30000,301 – 7600Jaune doréIl comprend des phases intermédiaires dans la structure de liaison inter céramique, ayant une caractéristique de faible friction, dans son corps
Lubrica Triboà base de CrAlTiN37000,302 – 10900Bleu-GrisLubrica Tribo, il s’agit de la version du revêtement Lubrica Top dont les propriétés de surface ont été améliorées et dont le coefficient de frottement a été diminué.

*: Le coefficient de frottement a été mesuré par rapport à l’acier

Quel revêtement dois-je choisir?