Traitement thermique pour le moulage par injection de plastique

Le traitement thermique est une étape cruciale dans la fabrication des moules d’injection plastique. Il améliore les propriétés mécaniques des aciers à outils, notamment leur dureté, leur résistance à l’usure, leur ténacité et leur stabilité dimensionnelle. Un traitement thermique adéquat garantit que les composants du moule peuvent résister aux conditions difficiles des cycles d’injection, notamment à la haute pression, aux variations de température et à l’écoulement abrasif du polymère.

Pourquoi le traitement thermique ?

Dans la fabrication de moules, les principaux objectifs du traitement thermique sont les suivants :

• Augmenter la dureté de surface pour améliorer la résistance à l’usure et prolonger la durée de vie du moule
• Élimination des contraintes internes générées lors de l’usinage ou de l’électroérosion
• Améliorer la ténacité afin d’éviter les fissures ou les éclats sous contrainte
• Stabilisation des dimensions avant la finition finale et l’assemblage
• Amélioration de la résistance à la corrosion lors de l’utilisation avec des aciers à outils inoxydables

1. Préchauffage

Avant la trempe, l’acier à moules est préchauffé lentement (généralement entre 400 et 800 °C, selon la nuance) afin d’éviter les chocs thermiques et les déformations. Cette étape permet d’uniformiser la température dans l’ensemble du composant.

2. Renforcement

L’acier est chauffé jusqu’à sa température critique (entre 850 et 1050 °C) afin de transformer sa microstructure en austénite. Il est ensuite refroidi rapidement (trempé) dans de l’huile, à l’air ou sous vide pour former de la martensite, ce qui lui confère une grande dureté.

3. Trempe

Le milieu de trempe est choisi en fonction du type d’acier et de la géométrie de la pièce :
Trempe à l’huile : Vitesse de refroidissement modérée pour les aciers alliés
Trempe à l’air ou au gaz : Pour les aciers trempables à l’air comme le H13
Trempe sous vide : Utilisée pour minimiser l’oxydation et la déformation

4. Trempe

Immédiatement après la trempe, le revenu permet d’éliminer les contraintes internes et d’ajuster la dureté à un niveau permettant l’usinage. Les températures de trempe varient généralement entre 150 et 600 °C. La plupart des aciers à moules sont soumis à une double ou triple trempe afin d’obtenir des propriétés homogènes.

5. Anti-stress

Après l’ébauche et avant la finition, un recuit de détente à une température comprise entre 550 et 650 °C permet d’éviter toute déformation pendant la trempe et l’usinage

Traitement thermique sous vide

Offre une surface propre et exempte d’oxydation, idéale pour les moules polis et les tolérances serrées.

Traitement cryogénique

L’exposition de l’acier à des températures inférieures à zéro (de -80 °C à -196 °C) transforme l’austénite résiduelle en martensite, ce qui améliore la résistance à l’usure et la stabilité dimensionnelle.

Nitruration / Nitruration gazeuse

Forme une couche superficielle dure et résistante à l’usure (jusqu’à 70 HRC) sans altérer la dureté du cœur. Idéal pour les glissières, les goupilles et les inserts.

Trempe par induction

Permet de durcir de manière sélective des zones spécifiques telles que les zones d’usure, les lignes de joint ou les zones d’entrée de matière.

Traitement thermique et performances des moules

Un traitement thermique correctement réalisé est essentiel pour garantir que l’acier à outils réponde aux exigences de qualité élevées de l’industrie du moulage par injection plastique.

Les moules ayant subi un traitement thermique adéquat présentent

• Réduction de l’usure et des besoins d’entretien
• Une meilleure qualité des pièces et un meilleur état de surface
• Une durée de vie plus longue des outils
• Une meilleure homogénéité lors de la production à grand volume
• Résistance accrue à la fissuration sous contrainte et à la déformation

Un traitement thermique inadéquat peut entraîner

• Une dureté inégale et une instabilité dimensionnelle
• Fissures prématurées ou zones de faiblesse
• Déformation ou distorsion

Parlez à un expert