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Choisir le bon matériau pour vos matrices de forgeage

Dernière mise à jour :
8 mai 2024
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Table des matières

1. Exigences de base des différentes matrices de forgeage en ce qui concerne les propriétés des matériaux

Tableau 1 Exigences de base des différentes matrices de forgeage en ce qui concerne les propriétés des matériaux

Type de matrice de forgeageConditions d'utilisation
Matrices de forgeage à chaudDureté, résistance aux chocs, résistance à la fatigue thermique
Matrice de forgeage à chaudRésistance à la fatigue thermique
Filière d'extrusion à chaudRésistance à l'usure, dureté thermique, résistance à la fatigue thermique
Matrice de forgeage à grande vitesseTénacité, dureté, résistance à la fatigue thermique
Matrice de forgeage de précisionRésistance aux températures élevées, résistance au vieillissement, résistance à l'usure et à la fatigue thermique
Cylindre de laminoir à chaudRésistance à la fatigue thermique
Filière de frappe à froidDureté, résistance à l'usure, résistance aux chocs
Outil d'estampageRésistance, dureté
Découpage à froid, poinçonnageDureté, résistance à l'usure, résistance aux chocs

2. Comparaison de la dureté et des performances des aciers couramment utilisés pour les matrices de forgeage (voir tableau 9-2)

Tableau 2 Comparaison des performances des aciers couramment utilisés pour les matrices de forgeage

GradeDureté d'utilisation HRCUsinableRésistance à l'usureRésistance aux chocsRésistance à la déformation par trempeProfondeur de la couche durcieDureté à la chaleurSensibilité à la décarburation
Acier à outils au carboneT7, T854~60PauvrePauvreMieuxPirePeu profondPauvreGrandes
T9~T1356~65PirePireMoyenPirePeu profondDifférenceGrandes
Acier à outils alliéCr12MoV55~63MieuxBonPauvreBonProfondeurMieuxPlus petit
5CrMnMo30~47PauvreMoyenMoyenMoyenMoyenPlus pauvrePlus grand
5CrNiMo30~47PauvreMoyenMieuxMoyenMoyenPirePlus grand
3Cr2W8V45~54PireMieuxMoyenMieuxProfondeurMieuxPlus petit
4Cr5MoSiV40~54PauvreMieuxMoyenMieuxProfondeurPireMoyen
35Cr3Mo3W2V44~54PauvreMieuxMoyenMieuxProfondeurMieuxMoyen
3Cr3Mo3V40~54PauvreMieuxMoyenMieuxProfondeurMieuxMoyen
4Cr3W4Mo2VTiNb48~56PireMieuxMoyenMieuxProfondeurMieuxMoyen
5Cr4W5Mo2V50~56PauvreMieuxPauvreMoyenProfondeurMieuxMoyen

Note : L'ordre des performances est le suivant : bon > meilleur > moyen > médiocre > mauvais.

3. Sélection des matériaux du moule

(1) Sélection des matériaux du moule de forgeage à chaud

De nombreux facteurs influencent la durée de vie des matrices de forgeage à chaud, tels que : les conditions de contrainte de la matrice, la température de travail, la méthode de refroidissement, les propriétés du matériau traité, l'ampleur de la déformation, la vitesse de déformation et les conditions de lubrification, etc. Par conséquent, ces facteurs doivent être pleinement pris en compte lors de la sélection des matériaux.

Les filières de travail à chaud peuvent généralement être divisées en : filières de forgeage à marteau, filières de forgeage à chaud, filières de forgeage à vis, filières d'extrusion, etc. Le type de filière et les conditions de travail spécifiques doivent être pris en compte pour sélectionner raisonnablement les matériaux de la filière. La sélection des matériaux pour les matrices de forgeage à chaud est présentée dans le tableau 9-3.

Tableau 3 Sélection des matériaux pour les matrices de forgeage à chaud

Type de matriceTaille et conditions de travailMatériaux recommandés
Matrice de forgeage à marteauHauteur inférieure à 275 mm (petite)5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV
Hauteur 275~325mm (moyenne)5CrMnMo, 5CrNiMo, 5SiMnMoV, 4SiMnMoV
Hauteur 325~375mm (Large)5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV
Hauteur supérieure à 375 mm (extra large)5CrNiMo, 5CrMnSiMoV, 4CrMnSiMoV
Module d'habillage5Cr2MnMo
Type d'insertion4Cr5MoSiV1, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 4CrMnMoSiV
Matrice de forgeage à chaudType intégral5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV, 5CrMnMoSiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 4Cr3Mo3W2V, 5Cr4Mo2W2SiV
Type d'incrustationInsérer4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4Cr5W2SiV, 3Cr2W8V, 5Cr4W2Mo2SiV
Corps du moule5CrNiMo, 5CrMnMo, 4CrMnMoSiV
Matrice de forgeage pour presse à visType intégral5CrMnMo, 5CrNiMo, 8Cr3
Style d'incrustationBloc d'incrustation3Cr2W8V, 4Cr5W2VSi
Module40Cr, 45 acier
Filière d'extrusion à chaudGuignol3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr5MoSiV, 4CrMnMoSiV
Mourir3Cr2W8V, 3Cr3Mo3W2V, 4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV1, carbure cémenté, carbure lié à l'acier, alliage haute température
Filière d'extrusion à chaudW18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, etc.
Matrice de forgeage à grande vitesse4Cr5W2SiV, 4Cr5MoSiV, 4Cr5MoSiV1, 4Cr3Mo3 W4VTiNb
Filière de découpage à chaud6CrW2Si, 5CrNiMo, 3Cr2W8V, 4Cr5MoSiV1, 4CrMnSiMoV, 8Cr3, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, alliage dur, etc.

(2) Sélection des matériaux des matrices de forgeage à froid

Il existe de nombreux types de matrices de forgeage à froid, principalement utilisées pour compléter le refoulement de matériaux métalliques ou non métalliques, l'extrusion et d'autres processus de pressage de poudres, d'impression. En raison des différentes méthodes de chargement et de la nature et des spécifications des matériaux traités, les conditions de travail des différents moules varient considérablement. Par conséquent, la sélection des matériaux doit être différenciée et basée sur des circonstances spécifiques. La sélection des matériaux des matrices de forgeage à froid est présentée dans le tableau 9-4.

Tableau 4 Sélection des matériaux pour les matrices de forgeage à froid

Type de matriceConditions de travailMatériaux recommandés
Filière d'étêtage à froidBasse pressionT10A, T12A, 9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 7CrSiMnMoV, GW15, 60Si2Mo, etc.
Moyenne pressionCrWV, Cr5MoV, Cr2Mn2SiWMoV
Haute pressionCr12, Cr12MoV, Cr4W2MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, carbure cémenté (YG20, YG20C, etc.)
Filière d'extrusion à froidGuignolW6Mo5 Cr4V2, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, Cr12MoV, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr12, etc.
Filière (avec liner)Cr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V, W18Cr4V, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, Cr4W2MoV, etc.
Filière (sans revêtement)9Mn2V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb, etc.
Filière de pressage à froid des poudresGuignolCr6WV, W6Mo5Cr4V2, 6W6Mo5Cr4V, CrWMn, MnCrWV, Cr2, GCr15, etc.
MourirCr12, Cr12MoV, W6Mo5Cr4V2, W18Cr4V, Cr4W2MoV, 6W6Mo5Cr4V, carbure cémenté, etc.
Dé de roulementPlaque de roulage de filets9SiCr, Cr12MoV
Roulage de filets, roulage d'engrenagesCr12MoV, Cr6WV
Filière de dessinMétal non ferreuxCr12, Cr12MoV, CrWMn, Cr2, 9Mn2V, T12A, etc.
Fil d'acierCr12, Cr12MoV, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, W12Mo3Cr4V3N, etc.
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