LES LAITONS POUR LE Matriçage
Ce sont des alliages de cuivre et de zinc. Avec une teneur en cuivre proche de 60 %, les laitons ont une bonne plasticité
à chaud, condition indispensable au matriçage. Une faible teneur en plomb (2%) améliore l'usinabilité
par fragmentation des copeaux.
Cette particularité est mise à profit par les matriceurs pour l'obtention de pièces de précision,
parachevées par usinage.
Caractéristiques des laitons pour le matriçage
- Bonne conductivité thermique,
- Excellente résistance à la corrosion,
- Grande aptitude aux traitements de surface,
- Bonnes propriétés de frottement et de résistance à l'usure.
La nuance CuZn40Pb2 représente le meilleur équilibre entre les aptitudes au matriçage et au
décolletage.
Des éléments d'addition tels que l'aluminium, l'étain, le fer, le manganèse, le nickel, le
silicium, dans les pourcentages de 1 à 2%, améliorent les caractéristiques mécaniques. Ce sont
les alliages à haute résistance mécanique.
Différents états des barres de laiton
- Brut de presse : état de surface mat, couleur sombre, larges tolérances dimensionnelles. La surface mate et
sombre des barres, plus absorbante, minimise les temps de chauffe,
- Brut de presse calibré : barres étirées à froid, non décapées, surface brillante,
couleur sombre, tolérances dimensionnelles serrées. Les temps de chauffe sont un peu plus longs mais le calibrage
permet un contrôle plus précis du poids des lopins débités ainsi que le matriçage en matrices
fermées,
- Brut de presse dressé : état de surface brillant, couleur sombre, tolérances dimensionnelles larges,
bonne rectitude. Les barres de diamètre supérieur à 50 mm sont généralement livrées
dans cet état,
- Calibre décapé : barres étirées à froid, décapées, surface brillante,
couleur claire, tolérances dimensionnelles serrées. Cet état de livraison est recommandé pour le
réchauffage électrique des lopins par induction. Les diamètres courants vont de 10 à 100 mm pour
des longueurs de 3 à 6 mètres.
La norme européenne EN12165, enregistrée par l'AFNOR NF EN 12165 avec indice de classement A-303, spécifie
la composition, les caractéristiques et les tolérances dimensionnelles des barres de matriçage. La conformit
é à cette norme garantit l'aptitude du produit à une transformation dans de bonnes conditions par le
matriceur.
LA TECHNOLOGIE DU Matriçage
Le matriçage est une opération qui consiste à déformer à chaud un tronçon de barre
appelé lopin, soumis à une pression entre deux matrices portant l'empreinte de la pièce à obtenir.
Cette technique permet d'obtenir des pièces de formes complexes sans passer par la fusion du métal. On met simplement
à profit la bonne plasticité du laiton utilisé à chaud.
Les avantages de la technique sont divers :
- Possibilité de réaliser en grandes et moyennes séries des pièces de formes variées
et complexes avec des cadences de production pouvant atteindre 3000 pièces/heure,
- Obtention de caractéristiques mécaniques excellentes : le matriçage affine la structure et permet
l'orientation des grains ce qui confère en général des caractéristiques mécaniques
élevées associées à une grande résistance à la fatigue,
- Absence de criques et de défauts tels que les retassures, les porosités ou les soufflures, ce qui assure
une parfaite étanchéité aux pièces,
- Facilité de parachever les pièces par usinages complémentaires. On a alors à faire à des
pièces complexes de prix de revient très compétitif.
La technologie proprement dite met en jeu différents types de matrices plus ou moins complexes : on parle de matrice
ouverte dans le cas de compression entre deux empreintes. Dans le cas de pièces complexes on utilisera des matrices dites
"fermées" où le métal ne peut s'échapper et peut être comprimé grâce
à l'intervention de divers poinçons.
Les paramètres métallurgiques essentiels du matriçage sont la température et la composition de l'alliage.
Ces paramètres ne sont d'ailleurs pas indépendants ce qui fait la spécificité de la technique : plus la
teneur en zinc est importante et moins il est nécessaire de chauffer pour obtenir l'optimum de malléabilité.
Le processus de fabrication comporte en général les opérations suivantes :
- tronçonnage des barres ou profilés,
- chauffage des lopins,
- déformation à chaud,
- refroidissement,
- ébavurage,
- finition de surface,
- contrôle.
