Mingbai Machinery Tool a développé avec succès une lame de cisaille à refendre à « substrat composite à gradient », alliant robustesse et résistance à l'usure.

Le centre de R&D de Mingbai Machinery Tool Technology Co., Ltd. a récemment annoncé une avancée technologique majeure. Après près d'un an d'essais répétés et d'optimisation des processus, l'entreprise a réussi à développer un lame de cisaille à refendre Dotée d'une structure à « substrat composite à gradient », désormais produite en petites séries, cette technologie crée un gradient de composition et de microstructure du cœur vers la surface d'une même lame. Ainsi, la lame possède simultanément un cœur à haute ténacité et une couche active à haute résistance à l'usure. Elle résout définitivement la contradiction récurrente des lames traditionnelles en matériau homogène : « une dureté élevée engendre la fragilité, tandis qu'une bonne ténacité se traduit par une faible résistance à l'usure ». D'après des tests internes et des essais clients, la lame de cisaille à substrat composite à gradient offre une durée de vie supérieure de 120 % à celle des lames conventionnelles pour le refendage d'acier inoxydable et d'acier au silicium à haute résistance, tout en triplant sa résistance aux chocs.

Du « matériau unique » au « composite à gradient »

Traditionnel lames de cisaille à refendre Les lames sont généralement fabriquées à partir d'un seul type d'acier à outils ou d'acier rapide. Pour obtenir une résistance à l'usure élevée, la dureté du matériau est souvent augmentée, mais la ténacité diminue, ce qui provoque des ébréchures lors du refendage de tôles épaisses ou au contact de zones dures. Si la ténacité est privilégiée au détriment de la dureté, le tranchant s'use trop rapidement. S'affranchissant de cette approche monomatériau, l'équipe R&D de Mingbai a proposé un concept de « composite à gradient ». Le noyau de la lame est constitué d'un matériau à haute ténacité pour garantir sa résistance aux chocs. La surface et le tranchant sont quant à eux fabriqués dans un matériau à haute résistance à l'usure pour assurer leur durée de vie. Entre ces deux éléments, une couche de transition à gradient, dont la composition et la microstructure varient progressivement, est intégrée afin d'éliminer les contraintes interfaciales dues aux changements brusques de propriétés.

Métallurgie des poudres + frittage par diffusion pour obtenir une structure à gradient

Le cœur de cette technologie réside dans un procédé de frittage par diffusion spécifique à la métallurgie des poudres. L'équipe de R&D remplit un moule avec deux poudres métalliques différentes, disposées en couches graduées : une poudre d'alliage à faible teneur en carbone et haute ténacité pour le cœur, et une poudre d'alliage à haute teneur en carbone et haute résistance à l'usure pour la surface. Après frittage par diffusion à haute température et haute pression, une couche graduée, présentant une composition variant continuellement et une transition microstructurale continue, se forme entre les deux couches, évitant ainsi une interface abrupte. Le matériau obtenu est ensuite forgé, laminé, traité thermiquement et rectifié avec précision pour produire la lame finie. Les tests montrent que la lame composite à gradient présente une dureté à cœur de 48 à 52 HRC et une résilience supérieure à 80 J/cm². La dureté de surface atteint 62 à 65 HRC, équivalente à celle d'un acier à outils fortement allié. La couche de transition graduée a une épaisseur d'environ 2 à 3 mm et ne présente ni fissures ni écaillage.

Des données de test impressionnantes : à la fois robuste et difficile

Lors de tests internes en laboratoire, la lame de cisaille composite à gradient a refendu en continu des plaques d'acier inoxydable 304 de 6 mm d'épaisseur pendant 8 heures sans ébréchure, et son usure n'était que de 60 % de celle d'une lame conventionnelle à haute dureté. Lors de tests de charge d'impact, la lame a résisté à trois fois l'énergie d'impact d'une lame conventionnelle sans se rompre. Les résultats des essais clients ont été encore plus encourageants. Une entreprise de traitement de noyaux de transformateurs a utilisé la lame de cisaille en acier au silicium composite à gradient pour refendre de l'acier au silicium orienté de haute qualité. La lame est restée impeccable pendant deux semaines consécutives, alors que la lame importée utilisée précédemment s'ébréchait en moyenne tous les cinq jours. Le responsable de production du client a déclaré : « La lame de Mingbai a véritablement résolu notre problème. La fréquence de changement de lame a considérablement diminué et la productivité a nettement augmenté. »

Coût maîtrisé et adaptable à la production de masse

Comparée aux lames traditionnelles en acier rapide homogène fabriquées par métallurgie des poudres, la lame à substrat composite à gradient utilise une poudre d'alliage résistante à l'usure, coûteuse, uniquement en surface, tandis que le cœur est constitué d'une poudre d'alliage haute ténacité, moins onéreuse. Le coût global des matériaux est ainsi réduit d'environ 20 à 30 %. De plus, ce procédé peut être appliqué aux lames de cisaille à refendre, aux couteaux circulaires et aux lames de formes sur mesure aux spécifications variées, offrant une excellente adaptabilité à la production à grande échelle. Mingbai a déposé un brevet d'invention national pour cette technologie et prévoit d'en lancer la production en série d'ici la fin de l'année, afin de la promouvoir dans des secteurs tels que la transformation des métaux, la fabrication de noyaux de transformateurs et le refendage d'électrodes pour batteries de nouvelles énergies.

Innovation continue, améliorations technologiques de pointe en matière de matériaux

Le directeur R&D de l'entreprise a déclaré : « Le substrat composite à gradient représente une avancée majeure de Mingbai dans le domaine des matériaux pour lames. Nous ne sommes plus limités au choix d'une seule nuance d'acier ; nous pouvons désormais adapter la microstructure interne de la lame aux conditions d'utilisation du client. À l'avenir, Mingbai continuera d'approfondir ses recherches en science des matériaux afin de proposer à ses clients des lames toujours plus performantes et économiques. » Le directeur général de l'entreprise a souligné que Mingbai privilégiera un développement axé sur la technologie et contribuera à hisser l'industrie chinoise des lames de précision à un niveau supérieur grâce à l'innovation.

Site web : www.mingbaiblade.com