Dans le traitement et la fabrication des métaux, la durée de vie et la stabilité delames de cisailleLes performances sont des facteurs déterminants de l'efficacité de la production et des coûts d'exploitation. Pour répondre aux exigences élevées du cisaillement de tôles d'acier Q345 de 6 à 8 mm d'épaisseur, Licheng Blade a développé des lames de cisaille haute performance à partir du nouvel acier à outils pour travail à froid LD, fruit de recherches approfondies sur les applications et l'innovation des matériaux. Les utilisateurs finaux démontrent que ces lames offrent une durée de vie quatre fois supérieure à celle des aciers à outils pour travail à froid traditionnels tels que le SKD11, des aciers à outils pour travail à chaud comme le H13 et de l'acier rapide W6Mo5Cr4V2, résolvant ainsi les problèmes récurrents liés à l'écaillage des lames, à leur durée de vie limitée et aux difficultés de réaffûtage.

1. Principaux problèmes des lames de cisaille fabriquées à partir de matériaux traditionnels
Les lames de cisaille traditionnelles ont été testées avec divers aciers à outils et aciers rapides, mais la production pratique continue de révéler des problèmes qui affectent négativement l'efficacité, la précision et le coût.
Limitations de conception et d'utilisation des bords :
I. Angle de coupe et résistance : Pour la coupe au couteau, comme pour les ciseaux, un angle plus petit offre une coupe plus nette mais réduit la résistance et la durée de vie de la lame, tandis qu’un angle trop important augmente la résistance. Les angles de lame varient généralement de 80° à 90°, 90° étant généralement choisi pour maximiser le nombre de tranchants disponibles.
II. Plage d'angle de chevauchement : L'angle inclus entre les deux bords lors du cisaillement transversal est de 0 à 10 degrés, tandis que les lames de refendage longitudinales s'intersectent orthogonalement.
III. Profondeur et jeu de coupe : L’engagement du tranchant nécessite un équilibre entre la force et la profondeur de coupe. Le jeu et la profondeur influent sur la section transversale cisaillée et la durée de vie de la lame ; ils doivent être analysés en fonction de la méthode de cisaillement, des dimensions de l’outil et de l’épaisseur de la tôle.
IV. Conception de la zone de cisaillement : Une hauteur de zone de cisaillement inadéquate compromet le tranchant de la lame. Les tôles plus épaisses nécessitent généralement des lames plus grandes, et l’épaisseur de conception doit être au moins trois fois supérieure à l’épaisseur du matériau. Si le diamètre extérieur ou la largeur de la lame est plus important que prévu, cette proportion peut être réduite en conséquence.

Défis liés à la fabrication et aux procédés : sélection des matériaux, forgeage, traitement thermique et rectification. Ces procédés complexes reposent largement sur une vaste expérience de production.

Problèmes opérationnels :
I. Émoussage et usure : La faible résistance à la fatigue entraîne une usure des bords et un écaillage localisé, nécessitant un remplacement ou un retrait fréquent de grandes couches de fatigue, ce qui réduit considérablement la productivité.
II. Rupture fragile : Il s’agit du mode de défaillance le plus grave lors de l’usinage des lames. Alors que la rupture par fatigue indique une faible résistance à l’usure, la rupture fragile peut entraîner des interruptions catastrophiques de la production de tôles d’acier ou des incidents de sécurité et est étroitement liée au choix du matériau.

2. Solution révolutionnaire : Les avantages de l’acier à matrices LD

Lors du cisaillement de tôles épaisses telles que l'acier de construction faiblement allié à haute résistance Q345 (6 à 8 mm), les lames de refendage doivent résister à des charges d'impact et à des forces de cisaillement par frottement extrêmes. Auparavant, on privilégiait l'acier rapide M2 ou l'acier à outils SKD11, mais ces matériaux conventionnels ne répondaient pas pleinement aux exigences de travail.
Acier rapide W6 : Bien qu’il offre une dureté et une dureté à chaud élevées pour la coupe ou le refendage au couteau, une ténacité insuffisante provoque l’écaillage du tranchant du couteau sous des impacts cycliques intenses provenant de plaques épaisses.
Acier SKD11 : Bien qu’il offre une bonne résistance à l’usure, sa ténacité à l’impact est insuffisante pour répondre aux exigences de cisaillement continu des plaques épaisses, ce qui entraîne souvent une défaillance prématurée de l’outil.

Du point de vue du choix des matériaux, ces métaux conventionnels sont de haute qualité, mais leurs performances ne correspondent pas entièrement aux modes de défaillance réels en conditions d'utilisation. Pour résoudre ce problème, l'équipe technique de Licheng Blade a sélectionné l'acier à outils pour travail à froid à haute teneur en alliage LD (7Cr7Mo2V2Si) comme solution de base.

L'acier LD allie une résistance élevée à l'usure à une grande ténacité :
Robustesse supérieure : Sa résistance aux chocs dépasse celle des aciers à outils traditionnels pour travail à froid et des aciers rapides, ce qui permet de résister aux chocs mécaniques importants lors du découpage de tôles épaisses et d'éviter l'écaillage des bords.
Résistance à l'usure exceptionnelle : La teneur appropriée en carbone et en alliage assure une performance anti-usure constante lors des opérations de refendage continues.
De plus, LCKNIFE sélectionne des aciers LD de haute qualité auprès d'aciéries, notamment des aciers LD refondus sous laitier électroconducteur (ESR) de première qualité, à teneur réduite en éléments nocifs tels que le soufre et le phosphore, et exempts d'inclusions et de défauts de ségrégation. Les matières premières sont sélectionnées avec des dimensions inférieures à celles de la lame finie afin de garantir un rapport de forgeage précis lors de la formation des ébauches. Des tests en conditions réelles confirment que les lames en acier LD ont une durée de vie jusqu'à quatre fois supérieure à celle des lames en acier rapide W6.

3. Analyse du processus de traitement thermique principal

Le matériau haut de gamme utilisé pour la fabrication des lames exige un traitement thermique précis afin de révéler pleinement leurs propriétés. Pour les lames de coupe présentées ici, LCKNIFE a établi un cahier des charges de traitement thermique adapté au matériau LD, comme indiqué ci-dessous :
Chauffage et trempage : Chauffer le matériau LD à 1150 °C et maintenir cette température pour obtenir une austénitisation complète.
Prérefroidissement et trempe : Prérefroidir le couteau de refendage brut à 1100 °C avant la trempe à l'huile afin d'obtenir une microstructure martensitique idéale et la dureté cible.
Revenus multiples : Au moins trois revenus à 560–570 °C pour les lames. Un revenu suffisant permet de réduire les contraintes résiduelles internes, favorise le durcissement secondaire par précipitation de carbures d’alliage dispersés et améliore la stabilité microstructurale et la résistance à la fatigue thermique.

Dureté finale : Stabilisée dans la plage HRC 58–60, atteignant un équilibre optimal de dureté au cisaillement entre résistance et ténacité.

4. Performances d'application pratique
Utilisées sur des lignes de production actives, les lames de refendage en acier Licheng LD, associées à un traitement thermique optimisé, présentent une durabilité exceptionnelle :
Percée au cisaillement : Après un cisaillement continu prolongé, l’inspection n’a révélé qu’une légère usure des bords et aucun écaillage.
Haute facilité d'entretien : L'usure uniforme et l'intégrité structurelle de la surface de la lame permettent un réaffûtage rapide pour rétablir les conditions de coupe, réduisant ainsi la perte d'outillage et les coûts d'exploitation globaux.

Cette avancée majeure offre des avantages économiques significatifs aux utilisateurs industriels tout en confirmant que l'acier LD est un choix de matériau fiable et une amélioration des procédés pour les outils de coupe de tôles épaisses.

Maanshan Licheng Blade Manufacturing Co., Ltd.utilise une gamme de matériaux de haute qualité et adaptés, ainsi que des traitements thermiques avancés — notamment le traitement thermique sous vide, le traitement cryogénique et le traitement au bain de sel — pour produire des lames de cisaille en acier haute performance pour le travail des tôles en acier inoxydable, en acier au silicium, en aluminium et en cuivre.