Brevet FR2010377A1 — publié le 19700213

i 2010377 La présente invention concerne un procédé de fabrication " d'une matrice d'estampage en acier et en particulier une matri--ce d'estampage en acier pour découper des circuits métalliques et effectuer des opérations analogues. 5 Pour fabriquer des circuits métalliques découpés et ef fectuer des opérations analogues sur des bandes et feuilles de matière, il est courant'd'usiner une matriçe en acier par des techniques d'usinage en partant d'une ébauche en acier" recuit,,, .puis de tremper et d'emboutir l'ébauche usinée à la valeur de 10 dureté final-e désirée. Cette pratique présente un grand nombre d'inconvénients qui la rendent coûteuse et pas entièrement satisfaisante. Un des inconvénients réside dans la difficulté de" maintenir la matrice à l'état plan pendant les opérations dé trempe et d'emboutissage. Un grand nombre de matrices se défor-15 ment à un tel degré qu'on éprouve d« grandes difficultés pen- .. dant leur utilisation. Un autre inconvénient provient de la difficulté de maintenir les arêtes de coupe au degré de fineâse désiré et sur un plan uniforme. la Demanderesse a découvert une matrice à estamper et un 20 procédé pour fabriquer ces matrices qui élimine ces problèmes et qui permet de former non seulement une matrice parfaitement-plane, mais également une matrice dont les arêtes de coupe ont une finesse et une dureté bien supérieures à celles obtenues jusqu'ici. 25 De préférence, la Demanderesse prépare une ébauche de ma trice à la forme et à la dimension désirées, la trempe et l'emboutit au degré de dureté voulu. La Demanderesse découpe ensuite ,1a matrice par un usinage par décharges électriques en utilisant une matrice ou électrode de coupe en graphite qui présente des 30 rainures correspondant aux arêtes de coupe désirées de la matrice et des arêtes correspondant aux rainures qu'on désire découper dans la matrice, les rainures étant plus larges que les arêtes de coupe désirées et ayant un fond plat pour former une première arête qui est plate au sommet et plus large que l'arête 35 finale, une seconde matrice de coupe en graphite est ensuite substituée à la première matrice, cette seconde matrice étant découpée aux dimensions exactes désirées pour la matrice en acier finale et l'acier est de nouveau sou^.s à un usinage par décharges électriques et enfin une troisième matrice en graphi-40 te identique à la seconde matrice est substituée à la seconde 69 18737 2 2010377 matrice et l'acier est soumis "à un usinage par décharges électriques final à la coi;pe de finissage la plus fine possible qui s'arrête dès que tout rayon, est enlevé de l'arête de cou-. pe9 en laissant l'arête vive. De préférence, la première matri-5 ce en graphite est utilisée à un degré de puissance élevé, la seconde matrice est utilisée à un degré de puissance réduit équivalant à un degré de coupe par décharges électriques de finissage normal et la troisième matrice en graphite est utilisée au degré, de .coupe de finissage la plus, fine possible. 10 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard' du dessin a,nnexé et donnant à titre purement indicatif mais nullement-limitatif une forme de réalisation de l'invention. -Sur ce dessin : . , 15 la figure 1 est une vue en coupe à travers.une première matrice en graphite et une matrice en acier découpée par la première matrice en graphite. ' la figure 2.est une vue,en coupe.à travers une secondé matrice en graphite et une matrice en acier découpée .par la se-20 conde matrice en graphite,et ,. ' la figure 3 est une vue en coupe à travers une troisième matrice en graphite' et une matrice en acier découpée par cette troisième matrice. En se référant au dessin, on voit une première matrice en 25 graphite 10; ayant des- rainures 11 qui correspondent aux arêtes 12 que l'on désire former.dans la première matrice d'acier découpée 13. Chacune des rainures 11 a un fond plat comme représenté en 14 et est légèrement plus profonde que l'arête de coupe finale désirée. La seconde matrice -en graphite 20 présente 30 des rainures 21 qui sont saillantes sur leur fond pour correspondre approximativement aux, arêtes 22 à former dans une seconde coupe de la matrice en acier. Les arêtes 22 ont un faible rayon de courbure 23 sur leur sommet. Ceci n'est pas souhaitable. La troisième matrice en graphite 30 est identique à la ma-35 trice 20 et est utilisée pour obtenir l'effilage final des arêtes 31 afin d'obtenir des arêtes de coupe. L'opération de'fabrication de la matrice à estamper suivant la présente invention s'effectue comme suit. On trempe, meule à la forme et à la dimension une ébauche de matrice en 40 acier (profilée en traits mixtes sur la figure l) que l'on 69 18737 3 2010377 place dans un appareil à usiner par décharges électriques. On place une première matrice en graphite 10 sur la surface" à découper et on effectue l'usinage à un degré de puissance élevé de la façon habituelle pour usiner par étincelage. Le-recours 5 à un degré de puissance élevé économise du temps et l'usure de l'électrode. On remplace la première matrice en graphite 10 par-une seconde matrice en graphite 20 s qui peut être simplement .. la première matrice 10 réusinée. On recommence l'usinage en évitant un fort ampérage qui pourrait détruire les petites zones 10 qui seraient susceptibles d'être d'abord mises en contact. On continue l'usinage jusqu'à ce que l'électrode repose complètement. Cette opération doit être réalisée avec Une puissance- de coupe réduite et à un degré de finition. La matrice en acier semble être achevée, mais un examen minutieux montre l'existen-15 ce d'un rayon de courbure à l'intérieur de l'arête de coupe. Une troisième matrice en graphite ou électrode 30 est substituée à la matrice 20. Egalement, celle-ci peut être simplement la seconde matrice en graphite 20 réusinée. On obtient une coupe finale en utilisant la matrice 30 et là coupe de finissage la plus 20 fine possible de l'appareil à usiner par décharges électriques. On doit arrêter la coupe dès que lés arêtes de coupe 31 sont ef— tfilées et què le rayon de courbure est enlevé de l'arête de coupe. La Demanderesse a trouvé, qu'en plus de fabriquer "une ma-25 triee d'estampage supérieure avec une forte réduction de pertes, la présente invention semble provoquer une augmentation de concentration de carbone dans les arêtes de coupe et une augmentation de duretés réssemblant à un effet de cémentation, peut ^être sous la forme d'un revêtement électrolytique en provenance 30 de l'électrode. Il va de soi que l'invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel purement indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par 35 les revendications annexées. 69 18737 4 2010377 REVENDICATIONS 1°) -'Procédé de fabrication d'une matrice à estamper en acier caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes : 5 - former une ébauche de matrice en acier de la forme et de la dimension désirées ; - tremper et emboutir 1•ébauche à.un degçé de dureté final désiré ; . - découper une première ébauche d'estampage dansl'ébau-10 che par un usinage par étincelage en utilisant une électrode de coupe en graphite dont la configuration est exactement opposée à celle désirée pour 1*ébauchet la première ébauche, ayant des arêtes d'estampage légèrement plus hautes et plus larges que celles désirées pour 15 la matrice finie et ayant des surfaces supérieures apla nies ; - découper une seconde ébauche d'estampage dans l'ébauche superposée à la première impression par un usinage par étincelage en utilisant une électrode de.coupe en gra- 20 phite ayant une configuration exactement opposée à cel le désirée pour la matrice en acier finie ; - découper une troisième ébauche d'estampage dans l'ébauche superposée à la seconde ébauche par usinage par étincelage en utilisant une électrode en graphite qui a une 25 configuration exactement opposée à celle désirée: pour la matrice en acier finie, la coupe étant faite dans les conditions de coupe de finissage les plus fines possibles avec l'appareil à usiner par décharges électriques. 2°) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par 30 le fait que le découpage de la première ébauche est réalisé à .un degré de puissance élevé. 3°) - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'étape de découper la troisième ébauche est réalisée en commençant la coupe à une faible puissance de coupe, en 35 augmentant la puissance pendant la coupe et en réduisant la puissance pour finir la coupe.