Cintrage de tôles d'acier inoxydable : Stratégies pour vaincre le retour élastique

I. Points clés du cintrage des tôles en acier inoxydable

En raison de sa limite d'élasticité élevée, de sa dureté et de son excellent effet d'usinage à froid, le cintrage des tôles d'acier inoxydable présente les caractéristiques suivantes :

• En raison de sa conductivité thermique inférieure à celle de l'acier ordinaire à faible teneur en carbone, il présente un taux d'allongement plus faible et nécessite une force de déformation plus importante.
• Les tôles en acier inoxydable ont une plus forte tendance à rebondir lors du pliage que les tôles en acier au carbone.
• Le pourcentage d'élongation de l'acier inoxydable tôle d'acier est inférieur à celui de l'acier au carbone, ce qui entraîne un angle de flexion plus important de la pièce (R) ou un risque de fissures.
• Compte tenu de l'importance de la dureté de l'acier inoxydable qui présente un durcissement à froid important, il convient de choisir une matrice de poinçonnage en acier à outils, d'une dureté supérieure à 60 HRC après traitement thermique. L'outil rugosité de la surface des outils de cintrage sera plus élevé que celui des outils de cintrage en acier au carbone.

Selon les caractéristiques ci-dessus, en règle générale :

A taille d'unité égale, plus la plaque est épaisse, plus elle est importante. force de flexion est nécessaire. La force de flexion augmente avec l'épaisseur de la plaque.

Pour une même taille d'unité, plus la résistance à la traction est élevée, plus le taux d'allongement est faible, plus la force de flexion requise est importante et plus l'angle de flexion doit être grand.

Lors de la conception de l'épaisseur de la tôle par rapport à l'épaisseur de la tôle, il faut tenir compte de l'épaisseur de la tôle. rayon de courbureSelon l'expérience, la taille dépliée de la pièce avec un pli doit être calculée en additionnant les deux côtés à angle droit et en soustrayant deux épaisseurs. Cette méthode permet de satisfaire pleinement à l'exigence de précision de la conception. L'utilisation d'une formule empirique pour calculer la quantité peut simplifier le processus de calcul et améliorer considérablement l'efficacité de la production.

Plus la limite d'élasticité du matériau est élevée, plus la retour au printemps. Par conséquent, l'angle de la matrice de poinçonnage pour la pièce pliée à 90 degrés doit être plus petit.

Par rapport à l'acier au carbone, pour une même épaisseur d'acier inoxydable, le angle de flexion est plus important. Il est important d'accorder une attention particulière à ce point, car des fissures de flexion peuvent apparaître, affectant la résistance de la pièce.

II. Le retour élastique de l'acier inoxydable

Le phénomène de retour élastique dans l'acier inoxydable pose des problèmes importants dans les processus de formage des métaux, en raison de plusieurs facteurs clés :

1. Dureté du matériau : Il existe une corrélation directe entre la dureté du matériau et l'ampleur du retour élastique. Par exemple, lorsque l'on travaille avec de l'acier inoxydable 301-EH (extra dur), on observe un retour élastique d'environ 14 degrés. Ce degré élevé de retour élastique est dû à l'augmentation de la limite d'élasticité du matériau et à ses caractéristiques d'écrouissage.
2. Rapport entre le rayon de courbure et l'épaisseur du matériau : Plus ce rapport augmente, plus l'effet de retour élastique est important. Ce rapport est régi par le moment de flexion et la répartition des contraintes dans l'épaisseur du matériau pendant le formage.
3. Composition de l'alliage : Les différentes qualités d'acier inoxydable présentent des comportements variables en matière de retour élastique. Par exemple, le SUS301 présente généralement un retour élastique plus important que le SUS304. Dans des conditions de formage identiques, le SUS304 peut présenter un retour élastique inférieur d'environ 2 degrés à celui du SUS301. Cette différence est attribuée aux variations de leur composition chimique et de leur microstructure, en particulier à la teneur plus élevée en carbone et en azote du 301, qui augmente son taux d'écrouissage.
4. Source géographique : Il est intéressant de noter que l'acier inoxydable 301 produit au Japon a tendance à présenter un retour élastique plus important que son homologue taïwanais. Cette variation est probablement due à des différences subtiles dans les éléments d'alliage, les techniques de traitement ou les normes de contrôle de la qualité entre les fabricants.
5. Méthodologie de formage : Les procédés de formage en une seule étape entraînent généralement un retour élastique plus important que les approches de formage en plusieurs étapes. En effet, les procédés en plusieurs étapes permettent une redistribution des contraintes et une déformation plastique progressive, ce qui réduit la reprise élastique globale.

Pour relever ces défis, il est essentiel d'adopter une approche itérative de la conception et de l'ajustement des moules. Après chaque essai de formage, le moule doit être révisé pour tenir compte du retour élastique angulaire et radial. Ce processus nécessite une étroite collaboration entre des techniciens qualifiés et des ingénieurs concepteurs afin de mettre en œuvre les modifications nécessaires de manière efficace.

Dans la pratique, le traitement de lots d'environ 5 pièces à la fois permet des itérations et des ajustements rapides. L'efficacité de ce processus dépend fortement de l'expertise et de l'expérience du technicien dans le domaine du formage de l'acier inoxydable.

Pour optimiser le processus de formage et réduire le retour élastique :

1. Envisagez d'utiliser des simulations d'ingénierie assistée par ordinateur (IAO) pour prévoir le comportement du retour élastique avant le prototypage physique.
2. Explorer les techniques de formage avancées telles que le formage à chaud ou le formage à grande vitesse, qui peuvent réduire le retour élastique dans certaines applications.
3. Mettre en œuvre des mesures précises de contrôle du processus, y compris des propriétés de matériaux cohérentes, une distribution uniforme de la température et une application précise de la force pendant le formage.