Le producteur de matériaux Sandvik a développé Osprey® HWTS 50, une poudre d’acier à outils pour le travail à chaud conçue pour une meilleure imprimabilité. Principalement développée pour la fabrication additive (FA) basée sur le laser, elle est également bien adaptée au pressage isostatique à chaud (HIP = Hot Isostatic Pressing ) et au moulage par injection de métal (MIM).
La résistance au revenu et à la fatigue thermique ainsi que la conductivité thermique sont améliorées par rapport aux aciers à outils conventionnels de classe H pour le travail à chaud. Ces propriétés avancées permettent de relever de nombreux défis dans les applications de travail à chaud de l’ingénierie générale.
Composition et propriétés thermiques
Les caractéristiques clés qui permettront à ce nouveau matériau de se démarquer sont l’aptitude au traitement, la composition chimique, la conductivité thermique et la dureté.
La composition chimique est conçue pour améliorer la dureté à chaud à des températures supérieures à 600°C (1 112°F). Elle se caractérise par une teneur en carbone inférieure à celle des aciers à outils pour travail à chaud à teneur moyenne en carbone et par des modifications des éléments de formation du carbure. Cela permet d’assurer une résistance au revenu comparable, voire supérieure, malgré un pourcentage en poids de carbone plus faible.
La conductivité thermique de l’Osprey® HWTS 50 est plus élevée que celle des aciers à outils à teneur moyenne en carbone sur une large plage de températures. Une conductivité thermique élevée est bénéfique pour les applications fonctionnant à des températures élevées, telles que le moulage sous pression et le forgeage. Elle assure une dissipation rapide et efficace de la chaleur, ce qui se traduit par des cycles plus rapides.
Applications d’outillage à chaud
« La fabrication additive est de plus en plus utilisée pour produire des outils et des matrices dotés de canaux de refroidissement conformes proches de la surface. Outre l’optimisation des paramètres de traitement, il est important de développer des chimies spécifiquement adaptées à cette technologie pour relever les défis de fabrication. Osprey® HWTS 50 est conçu pour atténuer ces difficultés et convient donc parfaitement aux applications d’outillage à des températures élevées. Les exemples sont les matrices de formage à chaud, les matrices d’extrusion et de moulage par injection, et les matrices de moulage sous pression », déclare Faraz Deirmina, métallurgiste principal pour les poudres métalliques chez Sandvik.
En utilisant des compositions plus légères optimisées par des outils informatiques, nous augmentons l’efficacité des ressources et prolongeons la durée de vie des composants, ce qui réduit la consommation d’énergie et les émissions de CO2. En outre, les outils de calcul permettent un développement plus rapide et plus écologique des alliages avec des chimies optimisées, surpassant les méthodes traditionnelles d’essai et d’erreur.
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