La fonction principale de l'application de stéarate de zinc est de réduire considérablement le coefficient de friction entre la poudre composite et les surfaces internes du moule en acier. Cette lubrification est une étape critique du processus qui protège à la fois l'intégrité physique de la pièce Al-TiO2-Gr pressée et la longévité de l'équipement de moulage.
En minimisant la friction sur les parois latérales, le stéarate de zinc remplit une double fonction : il assure l'éjection parfaite du "corps vert" pour éviter les défauts de surface et crée une barrière qui empêche les particules d'aluminium de se lier à la matrice en acier.
La mécanique de la protection des moules
Réduction de la friction sur les parois latérales
Lors du pressage de composites à matrice métallique comme Al-TiO2-Gr, une résistance importante se produit là où la poudre entre en contact avec la paroi de la matrice.
Le stéarate de zinc agit comme une couche interfaciale qui réduit considérablement cette friction. Cela permet une répartition plus uniforme de la pression et empêche la poudre de "traîner" contre la surface de l'acier pendant le compactage.
Prévention du soudage à froid
Les particules d'aluminium ont une forte affinité pour l'acier sous pression, ce qui conduit à un phénomène connu sous le nom de soudage à froid.
Sans barrière, l'aluminium peut adhérer aux parois du moule. Le stéarate de zinc empêche cette adhérence, arrêtant l'accumulation de matière qui, autrement, modifierait les dimensions et la finition de surface du moule.
Facilitation d'une éjection douce
La phase d'éjection est souvent celle où les compacts subissent le plus de dommages en raison des forces de cisaillement.
Le lubrifiant facilite un libération douce du compact de la matrice. Ceci est essentiel pour éviter la formation de fissures ou de défauts laminaires qui peuvent survenir si la pièce colle lors du retrait.
Risques opérationnels d'une lubrification insuffisante
Intégrité de surface du corps vert
Si la barrière de friction est absente, la force d'éjection nécessaire pour retirer la pièce augmente considérablement.
Ce stress mécanique se manifeste par des rayures de surface ou des fissures sur le corps vert. Ces défauts rendent souvent la pièce inutilisable avant même qu'elle n'atteigne le stade du frittage.
Durée de vie des outils
Le moule en acier représente un investissement en capital important en métallurgie des poudres.
La friction répétée et le soudage à froid accélèrent l'usure des outils. En utilisant systématiquement du stéarate de zinc, vous évitez le contact direct métal sur métal, prolongeant ainsi la durée de vie du moule en acier et réduisant les coûts de remplacement.
Implications pour la qualité de fabrication
Pour obtenir des résultats constants dans la production de composites Al-TiO2-Gr, la lubrification doit être considérée comme une variable critique.
- Si votre objectif principal est la qualité des composants : Privilégiez la lubrification pour éliminer les rayures de surface et garantir que le corps vert reste sans fissures lors de l'éjection.
- Si votre objectif principal est la gestion des actifs : Appliquez du stéarate de zinc pour prévenir le soudage à froid, préservant ainsi la précision dimensionnelle et la durée de vie de vos outils en acier.
Une lubrification efficace est le facteur déterminant entre un compact vierge et une pièce rejetée.
Tableau récapitulatif :
| Fonction clé | Bénéfice principal | Impact sur la production |
|---|---|---|
| Réduction de la friction | Minimise la résistance des parois latérales | Assure une répartition uniforme de la pression |
| Prévention du soudage à froid | Arrête la liaison aluminium-acier | Maintient les dimensions et la finition du moule |
| Facilitation de l'éjection | Libération douce du corps vert | Prévient les fissures et les défauts de surface |
| Protection des outils | Réduit l'usure mécanique | Prolonge la durée de vie des matrices en acier coûteuses |
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Références
- Salman Ansari, Muhammed Muaz. Electric Resistance Sintering of Al-TiO2-Gr Hybrid Composites and Its Characterization. DOI: 10.3390/su142012980
Cet article est également basé sur des informations techniques de Kintek Press Base de Connaissances .
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