Acier de moule : P20, H13 ou inox, un choix fait pour des années
Un moule d'injection travaille des centaines de milliers de cycles, parfois des millions, sous pression et sous chaleur. L'acier qu'on choisit au départ décide de sa durée de vie, de la qualité de son poli et de la façon dont on pourra le réparer.
Par Rédaction Tecmom · 2 min de lecture
Ce qu'on demande à l'acier d'un moule
Un acier de moule doit résister à l'usure, car la matière frotte à chaque cycle ; à la pression d'injection, qui tend à ouvrir le moule ; aux variations de température, entre la matière chaude et l'eau de refroidissement. Il doit aussi bien se polir, s'usiner sans trop de peine et, selon les matières injectées, résister à la corrosion.
Aucun acier ne coche toutes les cases au maximum. Le choix est un compromis entre le nombre de pièces attendu, l'aspect recherché et le coût.
Trois familles courantes
Le P20, désigné 1.2311 dans la nomenclature européenne, est livré prétraité, autour de 30 HRC de dureté. On l'usine directement, sans traitement thermique après coup : c'est l'acier des moules de séries moyennes et des grandes carcasses.
Le H13, ou 1.2344, est un acier à outils pour travail à chaud. Trempé autour de 50 HRC, il résiste mieux à l'usure et aux chocs thermiques : il convient aux grandes séries. Les inox de type 420 résistent à la corrosion et prennent un poli miroir, ce qui en fait les aciers des pièces transparentes et des productions en environnement propre.
Durée de vie : la classification SPI
L'association américaine de l'industrie plastique a proposé une classification des moules par durée de vie attendue. La classe 101 vise plus d'un million de cycles, avec des aciers trempés ; les classes suivantes descendent jusqu'à la classe 105, celle des moules prototypes, qui ne produisent que quelques centaines de pièces.
Ces repères varient d'une source à l'autre, mais la logique reste : plus la série est longue, plus l'acier doit être dur et le moule soigné. Voir notre article sur le coût d'un moule.
Des inserts, du cuivre et de l'aluminium
Un moule n'est pas fait d'un seul acier. Les zones les plus sollicitées reçoivent des inserts en acier plus dur, remplaçables quand ils s'usent. Là où la chaleur s'accumule, au cœur d'une capsule par exemple, on place parfois des alliages de cuivre, meilleurs conducteurs, pour refroidir plus vite.
À l'autre bout, l'aluminium sert aux moules prototypes et aux petites séries : il s'usine vite mais s'use vite aussi. Les formes les plus fines se taillent par électroérosion, quel que soit l'acier.
On choisit l'acier d'un moule une fois, et on vit avec pendant des années. C'est pourquoi le mouliste pose la question du nombre de pièces avant celle du prix.
Glossaire
- HRC
- Dureté Rockwell C, échelle de dureté des aciers trempés.
- Acier prétraité
- Acier livré déjà durci, qu'on usine sans traitement thermique ultérieur.
- Trempe
- Traitement thermique qui durcit l'acier.
- Insert
- Pièce rapportée dans le moule, souvent remplaçable.