Troquel d'estampació de metall profund, matriu d'estampació de capçal

La tensió residual és un factor intrínsec bàsic que restringeix l'estabilitat estructural, la precisió de formació i la vida útil de les matrius d'estampació. Basant-se en una lògica de disseny estructural científic, la generació d'estrès residual es pot suprimir, dispersar i evitar en el seu origen. El control de l'estrès residual requereix una gestió coordinada en tres dimensions: disposició estructural, selecció de materials i tecnologia de processament, formant un pla d'evitació sistemàtic.

El nucli del disseny de la disposició de l'estructura de matriu rau a equilibrar la transferència de càrrega i prevenir l'acumulació localitzada d'estrès. El disseny estructural ha d'evitar els angles afilats, els angles rectes i els canvis bruscos de-secció transversal, adoptant un disseny amb transicions suaus i gruix de paret uniforme d'igual resistència per afeblir els efectes de concentració de tensió i evitar la deformació, la deformació o, fins i tot, la fallada d'esquerdes causada pel desequilibri de tensió durant el tractament tèrmic, el modelat d'assaig i la producció en massa.

La selecció del material ha de coincidir amb les propietats mecàniques i tèrmiques de les condicions de funcionament de la matriu, prioritzant els acers de matriu amb estructura metal·logràfica uniforme i alta tenacitat i enduriment. Com millor sigui l'estabilitat estructural inherent al material, menor serà l'inici i l'acumulació de tensió interna durant el tall i l'extinció, reduint la base per a la generació d'estrès residual del propi material.

La tecnologia de mecanitzat és un aspecte clau per controlar l'estrès residual, i el procés de mecanitzat i el règim de tractament tèrmic s'han d'optimitzar simultàniament. Una disposició raonable dels passos de desbast i acabat, juntament amb processos d'alleujament-d'estrès, com ara el recuit i l'envelliment, pot eliminar de manera efectiva l'esforç d'enduriment del mecanitzat. L'ús de mètodes de refrigeració de gradient i de refrigeració segmentada pot reduir el gradient de temperatura dins del cos del motlle, evitant l'estrès tèrmic residual induït per les diferències de temperatura.

En resum, mitjançant l'optimització de la configuració estructural, la selecció adequada de materials i el control coordinat dels processos de mecanitzat i tractament tèrmic, es poden evitar sistemàticament els riscos d'estrès residual en el disseny estructural del motlle, es pot estabilitzar la precisió dimensional del motlle i es pot allargar la vida útil general.