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INFORMATIONS UTILES INFORMATIONS UTILES USINABILITE DES MATERIAUX 2 Aciers 3 Ac

INFORMATIONS UTILES INFORMATIONS UTILES USINABILITE DES MATERIAUX 2 Aciers 3 Aciers inoxydables 4 Fontes 5 Aluminium et magnésium 6 Cuivre et alliages 7 Alliages de titane et alliages de nickel 8 Matériaux durs > 45 HRC 9 Matériaux non-métalliques 10 Usinabilité des matériaux durs par rapport aux matériaux ductiles 11 Matériaux et usinabilité USURE, GLOSSAIRE, DURETE 12 Modes de dégradation des outils 13 Types d’usure 14 Modes de dégradation et types d’usure 15 Modes de dégradation et vitesse de coupe 16 Usure et durée de vie d’outil 17 Glossaire multilingue – Usinage et outils 18 Glossaire multilingue – Matériaux 19 Glossaire multilingue – Symboles 20 Comparaisons de duretés 1 SOMMAIRE ACIERS 2 LE CONSEIL DE L’OUTILLEUR Les outils en acier rapide sont le choix le plus polyvalent pour l’usinage des aciers ! Incluant les aciers au carbone resulfurés et au phosphore contenant moins de 0,65% de manganèse, 0,60% de silicium et 0,60% de cuivre. Les aciers magnétiques et les aciers au plomb sont également inclus. • Utilisation : appareils magnétiques et électriques ainsi que de nombreuses autres applications. • Excellente usinabilité. • Utilisation : bâtiment, ponts, arbres machines, axes, vis, écrous, bielles, engrenages, éléments de structure, maillons de chaîne, pièces cémentées et pièces obtenues par déformation à froid. • Bonne usinabilité. Contiennent du manganèse, du silicium, du nickel, du chrome, du molybdène. • Utilisation : roulements, pièces de machines, axes, engrenages, récipients sous pression, chaînes, outils à main, machines agricoles et camions. • Bonne usinabilité générale pour les aciers alliés < 850 MPa. Usinabilité plus difficile quand la dureté augmente. Aciers doux < 550 Mpa Aciers de construction et aciers au carbone < 850 Mpa Aciers alliés ACIERS INOXYDABLES 3 LE CONSEIL DE L’OUTILLEUR L’excellente acuité des arêtes de coupe des outils en acier rapide permet d’éviter l’écrouissage dans les aciers inoxydables Ont une structure ferritique, avec parfois des carbures de chrome dans la matrice. Ne contiennent pas de nickel, peu de carbone, et ne sont pas durcissables • Utilisation : électronique, échappement automobile, matériel de manutention, réservoirs d’eau chaude. • Mauvaise usinabilité Procurent une grande résistance à la corrosion. Aciers inoxydables les plus utilisés. • Utilisation : électronique, industrie pharmaceutique, chimique, industrie alimentaire, bâtiment. • Usinabilité difficile comparée aux aciers inoxydables ferritiques et mar- tensitiques. Possèdent une grande résistance aux hautes températures, écrouissables, demandent des machines-outils robustes. De faibles vitesses de coupe et de grandes avances sont recommandées. • Applications : marine, usines de dessalinisation, échangeurs de chaleur et usines pétrochimiques, pièces de structure. • Bonne usinabilité pour les aciers à basse teneur en carbone et en chro- me. Mauvaise pour les aciers marten- sitiques à haute teneur en carbone, à cause de leur haut pouvoir abrasif. Les aciers inoxydables ferritiques de décolletage Aciers austénitiques Aciers inoxydables austéno-ferritiques, ferritiques, martensitiques, et aciers inoxydables à durcissement structural FONTES 4 LE CONSEIL DE L’OUTILLEUR Utilisez des outils en acier rapide revêtu TiAlN pour usiner les fontes et ainsi éviter les écaillages sur pièces lorsque l’outil sort de la matière Fonte de base à faible coût. • Utilisation : tambours de freins, blocs-cylindres, corps de vanne, bâtis de machines. • Excellente usinabilité. Présente la résistance la plus élevée, en concurrence avec les aciers de construction dans les applications automobiles. • Utilisation : arbres à cames, vilebrequin, etc. • Excellente usinabilité. • Utilisation : engrenages. • Mauvaise usinabilité Fonte grise (fonte à graphite lamellaire) Fonte ductile Fonte traitée ALUMINIUM ET MAGNESIUM 5 LE CONSEIL DE L’OUTILLEUR Utiliser des outils en acier rapide permet de prévenir la formation d’arêtes rapportées lors de l’usinage d’alliages d’aluminium et de produire des copeaux épais dans le magnésium en toute sécurité. L’aluminium pur (≥ 99% Al) montre d’excellentes qualités de formabilité et de résistance à la corro- sion. • Utilisation: réservoirs, industrie chimique, équipements pour la marine, ustensiles de cuisine, charpente, emboutissage • Excellente usinabilité mais avec formation de copeaux longs et collants. Grande résistance mécanique et bonne résistance à la corro- sion atmosphérique. • Utilisation : applica- tions structurales en aéronautique, tubes et fixations, é q u i p e m e n t s hydrauliques, cycles et motocycles. • Usinabilité : bonne à excellente, dépen- dant du traitement thermique. Plus facile avec les duretés élevées. Alliages les plus lar- gement utilisés pour la fonderie sous pres- sion. • Utilisation : culasse, cylindre, carter pour l’automobile et l’aé- ronautique, corps de bâtis, décora- tion. • Bonne usinabilité Alliages de forge et coulés sous pression. • Utilisation : tambours de frein, poulies, chemises de cylin- dre, pistons forgés, pièces de fonderie complexes • Usinabilité correcte, mais moins bonne lorsque la teneur en silicium augmente Aluminium non allié Alliages d’aluminium Alliages d’aluminium 5 % < Si < 10% Alliages d’aluminium Si > 10% Magnésium Plus léger que l’aluminium • Utilisation : châssis d’ordinateur, outils portatifs, carters automobiles. • Bonne usinabilité, mais nécessité de produire des copeaux épais pour éviter tout risque d’incen- die. CUIVRE ET ALLIAGES 6 LE CONSEIL DE L’OUTILLEUR Ayez confiance dans la fiabilité des outils en acier rapide pour l’usinage des alliages de cuivre • Utilisation : électrodes d’électro- érosion, composants électriques. • Bonne usinabilité mais collant. Laiton (5-45 % Zn) et bronze (3-20 % Sn) • Utilisation : composants électriques et électroniques, bâtiment, serrurerie, robinetterie, micromécanique, soupapes automobiles. • Bonne usinabilité. • Utilisation : industrie chimique, sièges de pompes et de soupapes, applications pour la marine (hélices), usines de dessalinisation. • Usinabilité moyenne. Cuivre pur Alliages de cuivre Bronze d’aluminium ALLIAGES DE TITANE ET ALLIAGES DE NICKEL 7 LE CONSEIL DE L’OUTILLEUR Les outils en acier rapide fritté revêtus TiAlN sont un excellent choix pour l’usinage du titane et des alliages de nickel (ou titane pur) Présente une très bonne résistance à la corrosion • Utilisation : industrie de transformation chimique. • Usinabilité : moyennement écrouissable mais néces- site des outils avec une bonne acuité d’arête, des montages rigides, des vitesses de coupe bas- ses, des avances impor- tantes et un débit impor- tant de fluide de coupe. Les revêtements sont uti- les contre la tendance au grippage. (ou alliages alpha-béta de titane) Peuvent atteindre de très hauts niveaux de résistan- ce mécanique par traite- ment thermique. • Utilisation : Pales de compresseur, pièces de moteur d’avions, compo- sants de capsules spatia- les, sous-marins, fixa- tions, pièces de rotor d’hélicoptère. • Usinabilité : montages rigi- des, basses vitesses de coupe et débit important de fluide de coupe sont recom- mandés. (ou nickel pur) Caractéristiques mécaniques similaires à celles des aciers au carbone. Résistance à la corrosion bonne à excellente. • Utilisation : chimie, cata- lyseurs, piles, monnaie. • Usinabilité : basses vites- ses obligatoires à cause des hautes températures atteintes durant l’usina- ge. • Les revêtements sont uti- les contre l’écaillage et la création d’arêtes rappor- tées. Contiennent souvent du chrome Ils montrent de bonnes caractéristiques méca- niques aux hautes tempé- ratures, avec une grande résistance à l’oxydation et à la corrosion. • Utilisation : turbines, composants de centrales électriques, marine. • Usinabilité : mauvaise. • Nécessite des bridages rigides et des outils spé- cifiques, avec des revête- ments TiAlN. Titane non allié Alliages de titane Nickel non allié Alliages de nickel MATERIAUX DURS > 45 HRC LE CONSEIL DE L’OUTILLEUR Les outils en acier rapide fritté revêtus sont " la solution tout-terrain " pour l’usinage des matériaux durs Aciers alliés à haute teneur en carbone. • Utilisation : outils de découpe et de formage, poinçons, cylindres de laminoir, calibres, cames et brides. • Usinabilité : mauvaise. 8 HISTOIRE D’UN SUCCES Opération • Perçage de trous débouchants Ø 18 mm, de profondeur 25 mm avec arrosage à l’huile soluble à 5 % sur boîtier multibroche. Solution: • Avantages par rapport aux forets en acier rapide traditionnels (les forets carbure ne sont pas capables de l’opération) : - Durée de vie d’outil plus importante (30 trous) - Conditions de coupe plus élevées (vc 15 m/min, f 0,14 mm/tr) Acier résistant à l’usure 600 HB Aciers à outils > 45 HRC MATERIAUX NON-METALLIQUES 9 • Utilisation : téléphones portables et ordinateurs, pièces automobiles, bâtiment, emballages. • Usinabilité : excellente. Les aciers rapides sont le meilleur choix ! • Utilisations : pièces de véhicules, coques de bateaux, réservoirs de stockage, composants électriques et tuyaux, articles de sport, aviation, machines industrielles, ordinateurs. • Usinabilité : bonne. La bonne acuité d’arête des outils en acier rapide est efficace contre le phénomène de délaminage avec des revêtements résistants à l’abrasion. Les outils en acier rapide fritté sont recommandés pour l’usi- nage de pièces sand- wich multimatière, ou pour les nids d’abeilles. • Utilisations : creusets, foyers de fours, fusées, pièces de centrale nucléaire, charbons moteur, électrodes. • Usinabilité : mauvaise. • Utilisations : meubles, construction, jouets, instruments de musique, ustensiles de cuisine. • Usinabilité : excellente. Plastiques et thermoplastiques Plastiques renforcés Graphite Bois USINABILITE DES MATERIAUX DURS PAR RAPPORT AUX MATERIAUX DUCTILES Matériaux durs, fragiles • Copeaux courts, température moyenne. • Efforts normaux de coupe et d’avance élevés. Besoins : grande résistance à l’usure par abrasion et contraintes résiduelles de compression uploads/Ingenierie_Lourd/ 9-info.pdf