Vers la maitrise de la dégradation des outillages de mise en forme à froid

To mastering the degradation of tools for shaping cold

• Auteur / Autrice : Arnaud Verleene
• Direction : Jérôme Oudin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés libres

Forgeage à froid

Revêtement TiN

Rhéologie

Éléments finis

Résumé

La rhéologie en surface des aciers utilises pour la fabrication des outillages de mise en forme à froid est étudiée par le biais de l'essai brinell. L'acier HS 6-5-2 est caractérisé. L'identification de la rhéologie repose sur une méthode inverse. Cette procédure est ensuite appliquée à l'acier revêtu d'une couche de nitrure de titane (tin) destinée à lutter contre les phénomènes d'usure. Dans les deux cas, un écrouissage de la zone de surface est mis en évidence. Ensuite, une méthodologie d'étude de la dégradation de ces outillages est proposée. Elle utilise l'essai de compression translation, qui est spécifiquement développé pour ce type d'étude. Un indenteur frotte le long d'un lopin reproduisant les conditions de contact du procédé étudié. Les indenteurs proviennent d'outils à différentes étapes de leur cycle d'utilisation. Il est alors possible d'étudier par un essai de laboratoire la dégradation industrielle d'un outil. Ces essais illustrent la dérive des conditions de frottement à l'interface de contact par le calcul des coefficients de Coulomb. Des observations sont effectuées et permettent de corréler ces évolutions. La dégradation de la surface se fait par des mécanismes tels que l'abrasion ou l'adhésion. Des mesures de rugosité sont couplées à ces essais et des relations entre les surfaces des outils et celles des pièces forgées existent. Il est possible d'estimer l'état de surface de l'outil en fonction de celui de la pièce ainsi que l'état de surface des pièces en connaissant celui de l'outil neuf. Cette méthodologie est ensuite appliquée à un outil revêtu TiN. Deux techniques de dépôt sont utilisées : PVD et CVD. Le phénomène de dégradation est l'écaillage des revêtements. Les observations d'outils uses permettent d'expliquer les évolutions des coefficients de frottement. La méthodologie permet de choisir entre ces deux revêtements en comparant la dégradation des conditions de contact. Le revêtement TiN CVD est plus performant pour cette application.