Étude tribologique en température de couples de matériaux en emboutissage à chaud

High temperature tribological study of material couples for hot stamping

Laboratoire de Mécanique Roberval FRE CNRS 2833, Université de Technologie de Compiègne, BP. 20529, 60205 Compiègne, France

Reçu : 24 Janvier 2007
Accepté : 9 Mars 2007

Résumé

Le procédé d'emboutissage à chaud avec trempe dans les outils est un procédé de mise en forme récent spécialement destiné à une classe particulière de tôles en acier trempable et aluminié. L'usure des outils lors de ce procédé est une préoccupation importante dans l'industrie. C'est dans cette optique qu'un nouveau tribomètre pion sur disque à haute température a été conçu et réalisé pour simuler les conditions de contact à l'interface outil/tôle. Une étude tribologique à chaud a été menée sur des matériaux à outils utilisés dans ce procédé. Les pions, qui représentent l'outil sont en acier X153CrMoV12 revêtu par du TiAlN déposé par PVD et en acier non revêtu. Les tôles (produits d'emboutissage) sont des tôles revêtues par une couche alliée aluminium – silicium. Les performances de ces matériaux ont pu être quantifiées par la mesure du coefficient de frottement et la caractérisation de l'usure. Les essais effectués montrent que le revêtement TiAlN augmente le frottement. De plus, il ne protège pas les pions contre l'usure adhésive.

Abstract

Hot stamping with die quenching is a recent drawing process. It concerns quenchable and aluminised steel sheets. In this process, tool wear is a main preoccupation for industrial engineers. That's why, a pin on disc tribometer for high temperature has been designed and achieved. This machine permits the simulation of the contact at the tool/product interface during the hot stamping process. A tribological study of various tool materials is carried out. Pins, which represent tools are X153CrMoV12 steel samples uncoated and coated with TiAlN deposited by PVD process. Sheets, made of steel and representing drawing products are coated by an aluminium – silicon alloy coating. The tribological performances of these materials are evaluated by the friction coefficient measurement and the wear characterization. Tests show that TiAlN coating increases friction and do not prevent pins from adhesive wear.