Quels aciers à outils et quels revêtements sont les meilleurs pour emboutir l'acier de laminage ?

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Quel type d'acier à outils est utilisé pour emboutir le M19 (acier électrique au silicium) pour les tôles de moteur ? Quels sont les avantages et les inconvénients des différents aciers à outils et revêtements ?

L'acier électrique au silicium, ou acier de laminage, est un acier à faible teneur en carbone (généralement inférieur à AISI 1006) auquel du silicium a été ajouté. Le fer dans l'acier ayant une conductivité électrique élevée, les pertes par courants de Foucault créées lors de l'empilement sont proportionnellement élevées. L'ajout de silicium à l'acier réduit les pertes par courants de Foucault et la conductivité électrique, améliorant la capacité des champs magnétiques à le pénétrer et réduisant les pertes par hystérésis de l'acier.

De manière générale, l'hystérésis désigne un décalage entre l'entrée et la sortie dans un système lors d'un changement de direction. Avec les matériaux magnétiques, si un signal magnétisant variable est appliqué, le magnétisme résultant qui est créé suit le signal appliqué, mais avec un retard.

L'acier de laminage est utilisé dans de nombreuses applications où les champs électromagnétiques sont importants, comme les transformateurs et les moteurs électriques. Bien que l'ajout de silicium améliore les propriétés magnétiques et la résistance à la corrosion de l'acier, l'objectif principal est d'améliorer les pertes d'hystérésis de l'acier - encore une fois, le décalage entre le moment où un champ magnétique est généré ou appliqué pour la première fois à l'acier et le moment où le champ se développe pleinement.

La présence de silicium dans cet acier est généralement de l'ordre de 3% à 5%, ce qui rend l'acier cassant et plus difficile à emboutir. Étant donné que l'épaisseur du laminage est généralement faible, environ 0,020 po, les commandes de production sont généralement très nombreuses. Par exemple, le stator d'un moteur 1/2 HP contient environ 250 à 300 tôles.

La présence de silicium dans l'acier a un effet négatif sur l'usure de l'outil qui sert à l'emboutir, il faut donc faire particulièrement attention lors de la conception d'une matrice pour emboutir l'acier à tôles :

Une variété d'aciers à outils et de carbures sont utilisés pour emboutir l'acier de laminage, en fonction du volume de production : acier à haute teneur en carbone, acier à haute teneur en chrome (D-2), acier rapide (M-4) et carbure (CD-260).

Pour les commandes de petites quantités d'environ 200 000 pièces, construisez la matrice à partir d'acier D-2 traité thermiquement à RC 60 à 62, qui offre une durée de vie de 2 à 3 millions de pièces. Pour une quantité de commande supérieure d'environ 500 000 pièces et une durée de vie de 4 à 5 millions de pièces, utilisez de l'acier rapide (M-4) traité thermiquement selon RC 62 à 64. Dans ces deux cas, le revêtement du poinçon et de la matrice avec du nitrure de titane prolongera la durée de vie de la matrice.

Pour les commandes d'environ 1 million de pièces et une durée de vie de 10 millions de pièces, construisez la matrice en carbure (CD-260), qui a une dureté d'environ RC 70 à 72. Vous pouvez appliquer du carbure de vanadium sur le poinçon et la matrice en carbure pour améliorer la résistance à l'usure et prolonger la durée de vie de la matrice.