1.2311 (AFNOR 40CMD8) - EN UN COUP D'ŒIL
Quel type d'acier est le 1.2311 (AFNOR 40CMD8) ?
Le 1.2311 (40CrMnMo7) est livré comme matériau traité et peut être utilisé à l’état de livraison, ce qui peut être avantageux par exemple pour la fabrication de moules. En général, l’acier à outils 1.2311 (AFNOR 40CMD8) est principalement utilisé pour les moules plastiques, les moules sous pression et les outils. Il convient également à des applications comme les rails et les tiges. Cette nuance d’acier est facile à souder et peut être polie pour obtenir une surface exceptionnelle.
Il a une haute revenue à cœur, garantissant une solidité homogène des pièces. Ce qui est un avantage pour le maintien d’une performance régulière des outils et des moules. Pour obtenir une dureté plus élevée, le 1.2311 (AFNOR 40CMD8) peut être encore trempé, mais son durcissement est limité par rapport à d’autres aciers à outils et il ne convient pas aux applications soumises à des contraintes importamtes.
Caractéristiques techniques
Comme acier à outils, le 1.2311 (AFNOR 40CMD8) est un choix fiable et éprouvé lorsqu’il s’agit de moules, de matrices et d’outils. Il présente un bon équilibre entre usinabilité et ténacité et se polit facilement, ce qui a un effet positif sur la surface des pièces moulées.
- acier traité pour le travail à froid
- acier pour le moulage de matières plastiques
- polissable, mieux que le 1.2312 (AFNOR 40CMD8+S)
- corrodable
- haut revenu à cœur
- solidité homogène des pièces
- nitruable
- érodable
Applications possibles
Aucun autre traitement thermique du 1.2311 (AFNOR 40CMD8) n’est prévu, ce qui permet de l’utiliser à l’état de livraison et sans délai. Comme aucun autre traitement thermique n’est nécessaire, le risque de déformation pendant le traitement est éliminé et les propriétés requises, comme une haute résistance à l’usure et une haute ténacité pour les moules, les matrices, les dispositifs et les outils, sont uniformément présentes.
- construction mécanique en général
- dispositifs
- plaques de base
- pièces de montage
- cadres de moulage
- moules pour matière plastiques
- usinage de matières plastiques
- moules d’injection
- moules de coulée sous pression
- outils pour hydroformage
- gaines de récipients
- douilles intermédiaires
- barres chanfreinées
- porte-outils
- presses à filer
- presses d’extrusion pour tubes
- porte-matrices
- calottes de matrice
1.2311 Valeurs de référence
Analyse chimique:
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,35 - 0,45 | 0,2 - 0,4 | 1,3 - 1,6 | 0,0 - 0,035 | 0,0 - 0,035 | 1,8 - 2,1 | 0,15 - 0,25 |
Dénomination chimique:
40CrMnMo7
Dureté d’utilisation: env. 32 HRC (état de livraison) jusqu’à 50 HRC
Dureté à la livraison:
max. 325 HB
1.2311 PROPRIÉTÉS PHYSIQUES
À quel groupe d'acier appartient le 1.2311 ?
- Acier à outils
- Acier pour travail à froid
- Acier pour moules en plastique
Le 1.2311 est-il un acier inoxydable ?
Le 1.2311 n’est pas un acier inoxydable au sens classique du terme. Pour être classé comme acier inoxydable, il doit contenir au moins 10,5 % de chrome. Ce matériau a une teneur en chrome comprise entre 1,8 et 2,1 %.
Le 1.2311 est-il résistant à la corrosion ?
Le 1.2311 a une teneur en chrome de 1,8 à 2,1 % et n’est donc pas un acier inoxydable.
Un traitement et un entretien supplémentaires de la surface, ainsi que le stockage des pièces dans un environnement sec, peuvent prolonger la résistance à la corrosion, mais ne peuvent pas empêcher complètement le ternissement.
Le 1.2311 est-il magnétisable ?
Oui, en tant que métal ferreux, le 1.2311 peut être magnétisé. Le meulage, le fraisage et l’érosion peuvent par exemple être effectués sur des machines à adhérence magnétique.
1.2311 Usinage à froid
Le 1.2311 peut être facilement usiné à froid à l’aide des procédés d’usinage habituels.
1.2311 Résistance à l'usure
Sur une échelle où 1 est faible et 6 élevé, le 1.2311 obtient un 3 pour sa résistance à l’usure.
1.2311 CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES
Le 1.2311 est-il un acier à couteaux ?
L’acier à outils 1.2311 n’est généralement pas utilisé pour la fabrication de couteaux. Il possède certes certaines propriétés telles que la tenue de coupe, la ténacité, la résistance à la corrosion ou la dureté, mais celles-ci ne sont pas suffisantes pour fabriquer des couteaux.
1.2311 Dureté de travail
La dureté de travail du 1.2311 est comprise entre 32 et 50 HRC.
1.2311 Densité
La densité de l’acier à outils 1.2311 est de 7,85 g/cm³ à une température de 20 °C.
1.2311 Résistance à la traction
1.2311 Limite d'élasticité
La limite d’élasticité indique la charge nécessaire pour provoquer une déformation plastique et le moment où le matériau ne reprend plus sa forme initiale après suppression de la charge. Il conserve alors sa forme déformée ou se rompt.
La limite d’élasticité de cet acier à outils se situe entre 827 et 862 N/mm2.
1.2311 Usinabilité
Sur une échelle où 1 est faible et 6 élevé, le 1.2311 obtient un 3 pour son usinabilité.
1.2311 Conductivité thermique
La conductivité thermique du matériau 1.2311 est de 32,5 W/(m*K) à une température de 23 °C.
Conductivité thermique
Valeur W/(m*K)
À une température de
32,5
23 °C
32,9
150 °C
31,3
300 °C
30,2
350 °C
29,5
400 °C
27,4
500 °C
1.2311 Coefficient de dilatation thermique
Le tableau suivant indique la dilatation ou la contraction à différentes températures, ce qui peut être très important pour les travaux à haute température ou en cas de fortes variations de température.
Coefficient de dilatation thermique moyen
Valeur 10-6m/(m*K)
À une température de
12,6
20 – 100 °C
13,0
20 – 200 °C
13,5
20 – 300 °C
13,7
20 – 350 °C
13,9
20 – 400 °C
14,1
20 – 450 °C
14,3
20 – 500 °C
1.2311 Capacité thermique spécifique
La capacité thermique spécifique du 1.2311 est de 0,46 J/kg*K à température ambiante. Cette valeur indique la quantité de chaleur nécessaire pour réchauffer d’un kelvin une quantité donnée de matériau.
1.2311 Résistance électrique spécifique
Le tableau suivant indique la résistance électrique spécifique du 1.2311.
Résistance électrique spécifique
Valeur (Ohm*mm2)/m
À une température de
0,47
20 °C
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1.2311 PROCÉDÉ
1.2311 Traitement thermique
Un traitement thermique n’est généralement pas nécessaire pour le 1.2311, car il est livré pré-trempé. Pour le post-trempage, si nécessaire, suivez les étapes ci-dessous.
1.2311 Recuit
Chauffez le matériau de manière uniforme à une température comprise entre 710 et 740 °C, puis refroidissez-le dans le four.
1.2311 Recuit de détente
Le 1.2311 doit être soumis à un recuit de détente après usinage et, parfois, pendant l’utilisation. Chauffez la pièce de manière uniforme à 550 – 600 °C et maintenez-la à cette température pendant 1 heure par 25 mm d’épaisseur, puis laissez refroidir le matériau dans le four.
La réduction des contraintes empêche le 1.2311 de se déformer ou de se fissurer, améliore les propriétés mécaniques du matériau et augmente la stabilité dimensionnelle, ce qui est important pour les moules.
1.2311 Normalisation
La normalisation affine la structure granulaire et confère à l’acier une structure homogène. Elle peut contribuer à améliorer l’usinabilité et à réduire les tensions internes résultant, par exemple, d’un traitement thermique, d’un forgeage ou d’une coulée antérieurs.
Chauffez le matériau de manière uniforme au-dessus de sa température critique et maintenez-le à cette température pendant environ 1 heure par 25 mm d’épaisseur. Retirez ensuite les pièces du four et laissez-les refroidir à l’air libre.
Terminez le processus par un contrôle approfondi afin de vous assurer que les pièces présentent la structure et les propriétés souhaitées.
1.2311 Recuit
Les pièces doivent être recuites immédiatement après le refroidissement. La température de recuit doit être maintenue pendant au moins 2 heures ou 1 heure par 25 mm d’épaisseur, puis les pièces doivent refroidir à l’air à température ambiante.
1.2311 Durcissement
Pour durcir à nouveau le matériau 1.2311 (si nécessaire), chauffez-le uniformément à une température comprise entre 840 et 870 °C, maintenez-le pendant 30 minutes pour les premiers 25 mm, puis pendant 15 minutes pour chaque tranche supplémentaire de 25 mm d’épaisseur.
1.2311 Refroidissement
Le matériau doit être refroidi à une température comprise entre 180 et 200 °C dans les milieux suivants :
- Huile
- Bain de sel
1.2311 Diagramme ZTU continu
Ce diagramme montre les micro-changements au fil du temps à différentes températures. Ceux-ci sont importants pour le traitement thermique, car ils fournissent des informations sur les conditions optimales pour des processus tels que le durcissement, le recuit et la normalisation.
1.2311 Diagramme ZTU isothermique
Ce diagramme montre les changements structurels à l’échelle microscopique au fil du temps à température constante. Il indique à quelle température et après combien de temps différentes phases, par exemple la perlite, la martensite ou la bainite, commencent à se former.
1.2311 TRAITEMENT DE SURFACE
Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de traitements de surface pouvant être effectués sur le matériau 1.2311.
1.2311 Nitruration
L’acier à outils 1.2311 peut être nitruré afin d’obtenir une surface dure et résistante à l’abrasion jusqu’à une profondeur de 0,40 mm. Lors de la nitruration, de l’azote est diffusé dans la surface afin d’obtenir ce résultat.
1.2311 Brunissage
Le brunissage du matériau 1.2311 confère aux outils et aux pièces usinées une couche d’oxyde mixte noire qui leur assure une certaine protection contre la corrosion.
Cependant, le brunissage est généralement effectué pour des raisons esthétiques. Il confère aux pièces une couleur bleu-noir qui réduit la réflexion de la lumière sur la surface.
1.2311 Procédé PVD
Le dépôt physique en phase vapeur (PVD) permet d’appliquer un film mince à la surface du matériau, ce qui augmente la résistance à l’usure et peut réduire le frottement.
1.2311 Polissage
Le 1.2311 peut être poli pour obtenir un brillant élevé à l’aide de méthodes appropriées. Afin d’éviter un effet peau d’orange et la corrosion par piqûres, il convient de veiller à ne pas trop polir ce matériau.
1.2311 Nickelage chimique
Dans ce procédé, un revêtement de nickel-phosphore est appliqué sur la surface du matériau par réduction chimique sans courant électrique. Cette méthode est souvent utilisée lorsque les pièces présentent des creux ou des alésages difficiles à atteindre avec d’autres méthodes de revêtement. La couche de nickel ainsi appliquée est dure et offre une bonne protection contre l’usure.
1.2311 Durcissement superficiel au laser
Le durcissement superficiel au laser (durcissement superficiel) permet de durcir la surface de manière localisée sans altérer les propriétés du reste de la pièce. Pour ce faire, on utilise un laser haute puissance qui chauffe certaines zones de la surface. Ces zones refroidissent ensuite rapidement d’elles-mêmes, ce qui entraîne la formation d’une martensite dure. À ces endroits, la pièce présente une meilleure résistance à l’usure, tandis que le reste du matériau conserve sa ductilité.
Grâce au chauffage ponctuel et superficiel, le refroidissement n’est pas nécessaire, ce qui permet d’éviter les déformations dues au durcissement et rend généralement inutile tout travail de finition.
1.2311 TRAITEMENT
1.2311 Modifications dimensionnelles
Lorsque cette nuance d’acier est durcie dans l’huile à une température de 840 °C, le matériau se dilate généralement de 0,0762 mm/mm. Les variations dimensionnelles pendant le traitement thermique sont toutefois largement influencées par la taille et la forme des pièces. Afin de minimiser les variations dimensionnelles, il est important de respecter une bonne procédure pendant le traitement thermique.
1.2311 Forgeage
L’acier à outils peut être forgé à une température comprise entre 900 et 1090 °C. Le forgeage à une température inférieure à 870 °C doit être évité et le matériau doit, si nécessaire, être ramené à la température de forgeage.
1.2311 Soudage
Le matériau 1.2311 peut être soudé à l’aide de toutes les méthodes conventionnelles. Chauffez le matériau à une température comprise entre 315 et 370 °C. Ne réduisez pas la température de soudage en dessous de 315 °C. Les matériaux d’apport doivent être adaptés à la dureté du métal de base. Refroidissez le matériau lentement à 40 – 65 °C, puis réchauffez-le à une température de 540 °C pendant une heure par 25 mm de profondeur de soudage, sans dépasser 565 °C, car cela pourrait entraîner une perte de dureté. Si possible, procéder à un double recuit.
