Créé le : 03/08/2009
Sélection d'acier optimisé pour applications en plasturgie
Le nouveau groupe d'aciers Thyroplast PH montre une résistance mécanique en traction et en compression supérieures à l'état de livraison. Il offre une alternative aux aciers trempés et revenus de la gamme Thyroplast de EDELSTAHL WITTEN-KREELD pour moules de plasturgie. Après un revenu et un vieillissement les quatre aciers de ce groupe atteignent une dureté jusqu'à 42 HRC, un traitement thermique après usinage n'est pas nécessaire. En modifiant la composition chimique, en particulier en abaissant la teneur en C, la soudabilité et l'usinabilité par électroérosion sont significativement améliorées. Des additions de S améliorent l'usinabilité.
Ce groupe peut être divisé entre aciers résistants à la corrosion et non résistants à la corrosion avec dans chaque cas une nuance de pureté élevée (SUPRA) et une nuance à usinabilité améliorée (FM).
Ces nouvelles nuances montrent les caractéristiques spécifiques suivantes [1].
Aciers non résistants à la corrosion
Acier Dureté Résistance à l'usure Aptitude au polissage Aptitude à la gravure photochimique Usinabilité Soudabilité Applications
Thyroplast 2311 + + ++ ++ + +
Thyroplast PH 42 Supra ++ ++ +++ +++ + +++ Moules petits ou moyens, inserts très exigeants en polissage
Moules à réparer ou à modifier par soudage
Thyroplast 2312 + + + 0 ++ +
Thyroplast PH 42 FM ++ ++ + 0 +++ +++ Carcasses de moules et plaques
Blocs multiples pour systèmes à canaux chauds
Aciers résistants à la corrosion
Acier Dureté Résistance à l'usure Résistance à la corrosion Aptitude au polissage Usinabilité Soudabilité Applications
Thyroplast 2316 + + ++ ++ 0 +
Thyroplast PH X Supra ++ ++ +++ +++ 0 ++ Inserts de moules exposés à la corrosion par les plastiques
Thyroplast 2085 + + + + ++ +
Thyroplast PH X FM ++ ++ + + +++ ++ Carcasses de moules et plaques devant résister à la condensation et à l'eau de refroidissement
Tendances de développement des aciers pour moules de plasturgie résistant à la corrosion
Les plastiques modernes et les produits en plastique requièrent pour leur moulage des aciers à caractéristiques améliorées. Ceci a conduit au développement par BÖHLER EDELSTAHL de nouveaux aciers pour moules pour plastiques résistants à la corrosion.
L'aptitude au polissage est de plus en plus recherchée en raison des états de surface parfaits requis par les nouvelles applications des plastiques moulés (disques compacts, optiques de phares, lentilles optiques), notamment lorsqu'un poli "miroir" est exigé.
Le M333 ISOPLAST est un acier pour moules avec une excellente aptitude au polissage combinée avec résistance à la corrosion, conductivité thermique et résilience améliorées.
Le M315 EXTRA est un acier pour carcasses de moules caractérisé par une usinabilité améliorée, une bonne résistance à la corrosion et des caractéristiques mécaniques adaptées [2].
D'autre part BÖHLER EDELSTAHL a développé un nouvel acier inoxydable M390 par métallurgie des poudres. Les aciers sont destinés à la plasturgie pour la fabrication de moules ou de vis d'extrusion, à l'industrie du verre (plongeurs) ou au matériel médical (broches pour implants chirurgicaux). La principale caractéristique requise est une excellente résistance à l'usure associée à une bonne résistance à la corrosion. cette tendance est amplifiée par l'augmentation de la capacité des machines de plasturgie, l'accroissement du moulage de plastiques chargés et l'emploi d'additifs corrosifs. L'acier M390 a été comparé aux autres nuances existantes et semble présenter le meilleur compromis [3].
Acier Producteur C Cr V Mo Si Mn W Nb
Elmax Uddehom Tooling 1,7 17 3 1
0,4 0,3
M390P Böhler Edelstahl 1,9 20 4 1 0,6
CPM240V Crucible Industries 2,2 13 9 1
Fe64K Bodycote IMT 2,6 26 2,7 1,1 0,6 0,4 1,5
Supracor Crucible Industries 3,75 24 9 3 0,9 0,5
Effet d'une couche nitrurée sur l'aptitude à la texturation des aciers pour moules de plasturgie
Les pièces d'aspect moulées par injection sont de plus en plus souvent texturées. De nombreux moules d'injection sont traités par nitruration. Bien que ce traitement puisse être réalisé après la texturation de la surface du moule, l'inverse est également possible. De bons résultats de texturation peuvent être obtenus même avec des surfaces nitrurées en utilisant un réactif approprié, ici l'acide nitrique. La couche nitrurée n'a pas d'effet sur l'aptitude à la texturation de l'acier, seul le niveau de brillant est influencé [4].
Outillage rapide par pulvérisation plasma pour un moule de carénage de motocycle
Un nouveau procédé d'outillage rapide a été présenté par l'Université de science et technologie de Huanzhong, Chine [5]. Les techniques clés ont été identifiées : préparation du modèle pulvérisé, détermination des conditions de pulvérisation du plasma et sélection des matériaux de renfort.
Les résultats montrent que le moule réalisé par pulvérisation plasma de poudre d'acier inoxydable et supporté par des composites epoxy ou par un alliage de zinc présentent une dureté superficielle élevée, un état de surface fin et de bonnes caractéristiques mécaniques. D'autre part la production est facile à mettre en oeuvre. La méthode a été appliquée à un carénage de motocycle. Les caractéristiques du moule obtenu sont les suivantes:
Dureté superficielle: 800 HV
Ra après polissage: 0,5 µm
Résistance en compression: 80 MPa (200 MPa avec renfort)
Le moule peut être utilisé en production en série en emboutissage ou en moulage par injection de plastiques.
Optimized steel selection for applications in plastics processing, Ernst C., EdelstahlWitten-Krefeld GmbH, pp.272-284.
Development trends of corrosion resistant plastic mould steels, Sammt K., Sammer J., Geckle J., Liebfahrt W., Böhler Edelstahl GmbH, pp.285-292.
PM plastic mould steels - wear resistant and corrsion resistant martensitic chromium steels, Kerschenbauer C., Speidel M.O., Institute of Metallurgy ETH Zürich, pp.293-301.
The effect of a nitride layer on the texturability of steels for plastic moulds, Rahn R., Ufer R., EschmannStahl GmbH, pp.899-911.
Rapid hard tooling of motorcycle panel die by plasma spray, Zhang H., Luo Y., Wang G., Huanzhong University of Science and Technology, pp.915-921.