Le stéarate de zinc agit comme un lubrifiant critique pour la paroi de la matrice. Lors du pressage de l'alliage de tungstène de haute densité 93W–4.9Ni–2.1Fe, il est appliqué spécifiquement sur les surfaces internes du moule pour réduire la friction générée entre la poudre métallique et la matrice en acier. Cela garantit que la pièce compactée peut être éjectée en toute sécurité sans endommager la surface, tout en protégeant les outils contre l'usure excessive.
Idée clé En atténuant la friction à l'interface entre la poudre et la paroi de la matrice, le stéarate de zinc réduit considérablement la pression d'éjection et prévient les fissures de surface. Ceci est essentiel pour préserver l'intégrité structurelle du "compact vert" et prolonger la durée de vie des matrices de fabrication coûteuses de haute précision.
Le défi de la compaction à haute pression
Pour comprendre pourquoi le stéarate de zinc est nécessaire, il faut d'abord comprendre les forces mécaniques intenses en jeu lors du processus de pressage.
Mécanique de densification
Une presse hydraulique industrielle applique une pression uniaxiale précise, allant de 50 MPa à 300 MPa, à la poudre d'alliage de tungstène.
Interverrouillage mécanique
Cette pression entraîne le réarrangement des particules et les force à une déformation élastique et plastique. L'objectif est d'éliminer l'air et d'obtenir un "soudage à froid", créant une forme solide connue sous le nom de "compact vert".
Le problème de la friction
Lorsque la poudre est comprimée, elle pousse vers l'extérieur contre les parois de la matrice avec une force immense. Sans lubrification, la friction résultante pendant la phase d'éjection serait destructrice pour la pièce et l'outil.
Comment le stéarate de zinc protège l'ensemble
Le stéarate de zinc résout le problème de friction en créant une barrière protectrice mince entre la poudre abrasive de tungstène et le moule en acier.
Réduction de la pression d'éjection
La fonction principale de ce lubrifiant est de réduire le coefficient de friction. Cela réduit considérablement la pression d'éjection nécessaire pour pousser la pièce compactée hors de la matrice.
Prévention des défauts de surface
Une friction élevée lors de l'éjection peut provoquer le collage ou le traînage de la couche externe de l'alliage. Le stéarate de zinc assure un démoulage en douceur, prévenant efficacement les fissures de surface et les dommages au fragile compact vert.
Prolongation de la durée de vie des outils
Les matrices en acier de haute précision utilisées pour ces alliages sont coûteuses et sujettes à l'usure. En agissant comme une couche sacrificielle, le stéarate de zinc minimise l'abrasion directe métal sur métal, prolongeant ainsi la durée de vie opérationnelle des matrices.
Considérations critiques dans l'application
Bien que le stéarate de zinc soit bénéfique, son application doit être précise pour éviter de compromettre le processus de fabrication.
Application ciblée
Selon les données primaires, le lubrifiant est appliqué spécifiquement sur les surfaces internes du moule. Il agit comme un lubrifiant de paroi plutôt que d'être mélangé à la poudre en vrac dans ce contexte spécifique.
Maintien de la résistance verte
Le lubrifiant ne doit réduire que la friction de paroi, pas la friction interne entre les particules. La presse repose sur la friction interne et l'interverrouillage pour donner au compact vert suffisamment de résistance pour la manipulation et le frittage ultérieur.
Assurer la qualité dans la fabrication du tungstène
L'utilisation du stéarate de zinc est un équilibre entre la facilité de fabrication et la qualité du produit final.
- Si votre objectif principal est la qualité des composants : Assurez-vous que le lubrifiant est appliqué uniformément pour éviter les fissures de surface et garantir une surface sans défaut pour le frittage.
- Si votre objectif principal est l'efficacité des coûts : Utilisez le lubrifiant pour minimiser les forces d'éjection, ce qui préserve vos matrices en acier coûteuses et réduit les coûts de remplacement des outils.
Maîtriser l'utilisation des lubrifiants de paroi de matrice est la clé pour combler le fossé entre une forme de poudre fragile et un composant d'alliage robuste et de haute densité.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | Fonction dans le pressage de 93W-4.9Ni-2.1Fe |
|---|---|
| Type de lubrifiant | Stéarate de zinc (Lubrifiant de paroi de matrice) |
| Plage de pression | 50 MPa à 300 MPa |
| Rôle principal | Réduit la friction entre la poudre et la matrice en acier |
| Bénéfice clé 1 | Réduit la pression d'éjection pour éviter les fissures de surface |
| Bénéfice clé 2 | Prolonge la durée de vie des matrices en acier de haute précision |
| Zone cible | Uniquement les surfaces internes du moule (préserve la résistance verte) |
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Références
- A. Abdallah, M. Sallam. Effect of Processing Parameters on the Mechanical and Structure Properties of 93W–4.9Ni–2.1Fe Tungsten Heavy Alloy. DOI: 10.21608/asat.2013.22217
Cet article est également basé sur des informations techniques de Kintek Press Base de Connaissances .
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