Usure des matrices de forgeage a chaud des aciers phenomenes physiques et modelisation

par KARIM MAHJOUB

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Éric Felder.

Soutenue en 1999

à Paris, ENMP .

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  • Résumé

    Comme le montre notre revue bibliographique, l'usure des matrices en forgeage a chaud est conditionnee par le regime thermique superficiel des outils. Afin de mettre en place un schema d'estimation de l'usure abrasive a partir du code forge2, nous avons developpe une methode de calcul directe du regime thermique etabli qui est l'etat dans lequel l'usure evolue. Ensuite, en utilisant un modele d'evolution structurale et des mesures de durete a chaud, nous estimons la durete instantanee de la surface des outils. Cette caracteristique est integree dans un modele d'usure base sur la loi d'archard et qui prend en compte la durete relative de la surface de l'outil par rapport a celle de la calamine qui est l'agent abrasif du systeme tribologique piece / outil. La calibration du modele est realisee a l'aide de differents essais d'ecrasement entre tas plats. Dans le cas des matrices nitrurees, nous presentons une methode de determination du gradient de durete a differentes temperatures (20-700\c) a l'aide de mesures de durete a forces croissantes. Cette methode est appliquee a l'acier a outil z38cdv5 nitrure. Par ailleurs, nous mettons en place une procedure experimentale originale qui permet de simuler l'endommagement des outils de travail a chaud en deux etapes : on procede a un changement des proprietes des couches de surface a l'aide d'une operation d'indentations cycliques a chaud entrecoupees de refroidissements, puis l'echantillon en materiau a outil ainsi transforme est use a differentes temperatures. Cette demarche, permettra de tenir compte dans le modele de differents autres facteurs (faiencage, deformation plastique). Notre approche est enfin confrontee a differentes situations industrielles. Pour chacune d'elle, nous presentons une expertise des matrices utilisees et une exploitation du schema de calcul de l'usure couple a une modelisation de l'operation par le code de simulation forge2. Ceci permet de valider le modele en precisant ses limites d'application.


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  • Détails : 147 p.
  • Annexes : 75 ref.

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