Brevet FR2671996A1 — publié le 19920731

l'invention concerne un procédé de rechargement par soudure de la surface de travail de matrices destinées au forgeage de moulages façonnés. Il est courant de fabriquer des matrices de forgeage de moulages façonnés en utilisant des nuances d'acier courantes, notamment des aciers pourtrgvsil, les surfaces de travail de la matrice ayant été réalisées par usinage, notamment par érosion ou par fraisage, dans la matrice de forgeage suivant un tracé correspondant à la forme de la pièce à obtenir. Ces surfaces de travail sont soumises à une forte usure, de sorte qu'après un certain nombre d'opérations de forgeage une rénovation des surfaces de travail s1 avère nécessaire. Dans l'état de la technique, cette rénovation s'effectuait jusqu a présent en reconstituant la matrice usée par le forgeage. Pour cela, la surface de travail de la matrice de forgeage était creusée, par érosion ou par fraisage, jusqu'à une profondeur de 30 à 40 mm environ, après quoi la nouvelle surface de travail était mise en place dans la cavité. Suivant le type de matrice, cette opération peut stelfectuerldeux à quatre fois. Elle implique cependant un travail considérable et un enlèvement de matière assez important, de sorte qu'à l'inconvénient de la longue durée de ltopération s1 ajoute l'inconvénient de la perte du matériau précieux constituant la matrice, qui résulte de l'usinage avec enlevement de copeaux. Par ailleurs, dans le procédé couramment appliqué jusqu'à présent, il était nécessaire de ramener chaque fois la matrice au nouveau niveau zéro, ce qui compliquait la rectification et le montage. Ces inconvénients ont déjà conduit à recharger les matrices par soudure, la matrice usée par le forgeage étant creusée. d'une quantité dépassant de 7 mm environ ce qui correspond au niveau de consigne de la surface de travail et la cavité ainsi obtenue étant ensuite complètement remplie par soudage d'un métal d'apport convenable. Le contour de la surface de travail est ensuite réalisé à nouveau dans cette soudure par érosion ou par tout autre procédé analogue. Bien que l'on ait utilisé pour cette soudure des métaux d'apport adéquats qui auraient dA donner pour la matrice de longues durées de service, celle-ci n'ont pas été obtenues, car, au moment du rechargement par soudage, le matériau de base constituant le bloc de matrice (acier pour travail) se mélangeait à la couche de rechargement, de sorte qu'il se trouvait contenu dans une proportion de 30% dans la zone limitant la surface de travail et que les durées de service étaient raccourcies en conséquence. Il serait évidemment possible également de creuser plus profondément encore la matrice usée par forgeage, mais il faudrait d#penser beaucoup plus de métal d'apport, ce qui constitue un inconvénient ce ce qui concerne les économies de matière et les durées de travail. Le but de l'invention est, à partir de cet état de la technique, la mise au point d'un procédé du type initialement défini qui ntentraSne pas de frais importants et, tout en assurant de longues duréesde service, permette de réutiliser la matrice de nombreuses fois. Ce but est atteint, suivant 11 invention, par un procédé comportant les opérations suivantes : a) creusement de la matrice partout à partir de la surface de travail jusqu'à une profondeur pour laquelle l'apport de métal de rechargement jusqu'au niveau de consigne de la surface de travail puisse se faire sur une épaisseur telle que la surface de travail soit constituée par du métal d'apport de soudure pur; b) rechargement de la matrice jusqu'à un peu au-dessus du niveau de consigne de la surface de travail; c) usinage du contour de consigne de la surface de travail. Du fait qu'avant la première soudure la matrice est creusée à une profondeur dépassant nettement ce qui correspond au niveau de la consigne de la surface de travail, la surface de travail comporte ensuite du métal de soudure pur qui n'est pas mélangé à l'acier pour travail constituant le bloc de matrice. Le procédé suivant l'invention est applicable aussi bien à des blocs de matrice neufs que pour la première rénovation d'un bloc de matrice usé par leforgeage. Il est particulièrement avantageux qu' avant la première soudure (rechargement) la matrice soit creusée de plus de 25 mm de plus environ que ce qui correspond au niveau de consigne de la surface de travail. Il est par ailleurs préférable que le rechargement par le métal d'apport s'effectue jusqu'à 3 mm environ audessus du niveau de consigne de la surface de travail. Dans un mode de réalisation constituant une invention indépendante dans le cadre de l'invention, une matrice usée par le forgeage et traitée suivant une des revendications 1 à 3 est, pour sa rénovation, rechargée avec un métal d'apport de soudure identique ou analogue jusqu'à un peu au-dessus du niveau de consigne du contour, après quoi 1 contour de consigne est réalisé par usinage. Une matrice préalablement traitée suivant les reven dications I à 3 peut, de ce fait,après usure par le forgeage, être rénovée d'une manière peu compliquée, simplement en plaquant de nouveau sur le métal d'apport de soudure restant le même métal d'apport ou un métal d'ap- port analogue, ce placage steffectuant de telle manière que le rechargement s'étend jusqu a un peu au-dessus du niveau de consigne du contour. Il est ensuite très simple et très rapide de réaliser par usinage le contour de consigne correspondant, après quoi la matrice est de nouveau prête à l'emploi. Il est préférable, dans ce cas,que le rechargement de la matrice s'effectue jusqu'à 3 mm environ au-dessus du niveau de consigne du contour. Il est préférable, par ailleurs, qu'avant le rechargement le contour usé par le forgeage soit soumis à un nettoyage, notamment par sablage. Enfin, il est également préférable que les fissures ou les autres défauts analogues qui se trouvent dans le contour usé par le forgeage soient éliminés avant le rechargement. Une matrice préalablement traitée suivant les re vendications 1 à 3 peut donc, suivant les revendications 4 à 7, etre rénovée d'une manière beaucoup plus avantageuse économiquement que dans l'état de la technique. Un avantage essentiel du procédé suivant l'invention réside dans le fait qu'il n'y a plus lieu de creuser la matrice comme il était nécessaire de le faire jusqu'à présent et qu'il faut beaucoup moins de métal d'apport de soudure que jusqu a présent. La durée de soudage s'en trouve donc réduite. Par ailleurs, le risque de fissuration dans la zone de rechargement est réduit du fait que le rechargement par métal d'apport est moins important. De même, 11 usinage de la surface de travail peut s'effectuer dans des conditions économiquement avantageuses, car la quantité de matière à enlever est faible. Théoriquement, une matrice rénovée par ce procédé peut être utilisée un nombre quelconque de fois, maib en pratique, pour les matrices usuelles, le procédé nest applicable que 50 fois environ0 L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée aii moyen d'un exemple non limitatif en se référant au dessin. La figure est une coupe d'un bloc de matrice. Le bloc de matrice 1 comporte, pour le forgeage de moulages façonnés, une surface de travail 2. Dans une matrice déjà usée par le forgeage, cette surface de travail 2 n'a plus des mêmes dimensions, ce qui oblige à rénover la matrice. La solution préconisée pour cela par l'invention consiste en ce que, pour la fabrication à l'état neuf ou pour sa première rénovation, la matrice 1 est creusée partout #(enlèvement de matière) à partir de la surface de travail 2 jusqu' à une profondeur 3 pour laquelle l'apport de métal de rechargement constitué par la soudure 4 se fait sur une épaisseur telle que dans la zone du niveau de consigne de la surface de travail 2 celle-ci est constituée çue par du métal d'apport de soudure pur, et non pas par un mélange de métal d'apport de soudure et de l'acier pour travail qui constitue la matrice t. La matrice ainsi creusée est rechargée jusqu'à la couche 5 indiquée sur la figure. Ensuite, par des procédés d'usinage connus, la surface de travail est amenée aux dimensions voulues. Des essais effectués en pratique ont montré qu'avant le premier rechargement il y avait lieu de creuser la matrice de 25 mm environ de plus que le niveau de consigne 2 de la surface de travail. Le rechargement au moyen du métal de soudure s'effectue jusqu'au niveau 5 à 5 mm environ au-dessus du niveau de consigne de la surface de travail 2. Après un premier traitement préalable dans ces conditions, une matrice correspondante usée par le forgeage peut, pour sa rénovation, être rechar gée, notamment en utilisant le même métal de soudure ou un métal de soudure analogue, { un peu audessus du niveau de consigne du contour 2, jusqu'au niveau 5. Ensuite, le contour de consigne 2 est réalisé à nouveau par usinage. Il est avantageux qu'avant le rechargement le contour usé par le forgeage soit soumis à un nettoyage.Ce nettoyage peut s'effectuer par #xemple par sablage. Par ailleurs, il y a lieu de controbler, dans la zone 6 du contour usé par le forgeage, la pré sence de fissures ou de défauts analogues qui doivent être éliminés avant le rechargement. Le rechargement (par soudure) peut s'effectuer avec des électrodes pleines courantes. Il est possible d'utiliser pour cela le procédé de soudage à l'arc par fusion. Il est avantageux d'utiliser une atmosphère protectrice, constituée par exemple par un mélange d'argon et de 002. Les atmosphères protectrices connues ainsi que les métaux d'apport usuels et utilisables sont connus par eux-mêmes. L'invention ne se limite pas à 11 exemple de réalisation décrit , mais peut donner lieu à de multiples variantes dans le cadre de ce qui est publié. (cLS Toutesi nouvelles caractéristiques mentionnées isolément ou en combinaison dans la description et/ou le dessin sont considérées comme essentielles pour l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de rechargement par soudure de la surface de travail de matrices destinées au forgeage de moulages façonnés, caractérisé en ce qu'il comporte les opéra tions suivantes a) creusement de la matrice partout à partir de la sur face de travail jusqu'à une profondeur pour laquelle l'apport de métal de rechargement jusqu'au niveau de consigne de la surface de travail puisse se faire sur une épaisseur telle que la surface de travail soit cons tituée par du métal d'apport de soudure pur; b) rechargement de la matrice jusqu'à un peu au-dessus du niveau de consigne de la surface de travail; c) usinage du contour de consigne de la surface de travail, 2.Procédé de rechargement de actrices selon la revendica tion 1, caractérisé en ce qu'avant la premier soudage (rechargement) la matrice est creusée jusqu'à un peu plus de 25 mm que le niveau de consigne de la surface de travail. 3. Procédé de rechargement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le rechargement s'effectue au moyen du métal de soudure jusqu'à 3 mm environ au dessus du niveau de consigne de la surface de travail. 4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caracté risé en ce qu'une matrice usée par le forgeage et trai tée suivant l'une des revendications 1 à 3 est, pour sa rénovation, rechargée avec un métal d'apport de sou dure identique ou analogue jusqu'à un peu au-dessus du niveau de consigne du contour, après quoi le contour de consigne est réalisé par usinage. 5.-Prooédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le chargement de la matrice s'effectue jusqu'à 3 mm environ au-dessus du niveau de consigne du contour. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 6 caracté risé en ce qu'avant le rechargement le contour usé par le forgeage est soumis à un nettoyage, notamment par sablage, 7. Procédé selon une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les fissures ou les défauts analogues qui se trouvent dans le contour usé par le forgeage sont éli minés avant le rechargement,