Puisqu'il n'existe pas de normes internationales définissant les nuances ou les applications du carbure, les utilisateurs doivent se fier à leur propre jugement et à leurs connaissances de base pour réussir.#base
Alors que le terme métallurgique « qualité carbure » fait spécifiquement référence au carbure de tungstène (WC) fritté au cobalt, le terme a une signification plus large dans le domaine de l'usinage : carbure de tungstène cémenté en combinaison avec des revêtements et d'autres traitements.Par exemple, deux plaquettes de tournage fabriquées à partir du même matériau carbure mais avec des revêtements ou post-traitements différents sont considérées comme des qualités différentes.Cependant, il n'existe pas de standardisation dans la classification des combinaisons de carbure et de revêtement, c'est pourquoi différents fournisseurs d'outils de coupe utilisent différentes désignations et méthodes de classification dans leurs tableaux de nuances.Cela peut rendre difficile pour l'utilisateur final la comparaison des nuances, un problème particulièrement délicat puisque l'adéquation d'une nuance de carbure pour une application donnée peut grandement affecter les conditions de coupe probables et la durée de vie de l'outil.
Pour naviguer dans ce labyrinthe, l'utilisateur doit d'abord comprendre de quoi est constituée une nuance de carbure et comment chaque élément affecte différents aspects de l'usinage.
Le support est le matériau nu de la plaquette de coupe ou de l'outil solide sous revêtement et post-traitement.Il se compose généralement de 80 à 95 % de WC.Pour conférer au substrat les propriétés souhaitées, les fabricants de matériaux y ajoutent divers éléments d'alliage.Le principal élément d’alliage est le cobalt (Co) – une teneur plus élevée en cobalt entraîne une plus grande ténacité, tandis qu’une teneur plus faible en cobalt augmente la dureté.Les substrats très durs peuvent atteindre 1 800 HV et offrir une excellente résistance à l’usure, mais ils sont très fragiles et ne conviennent qu’à des conditions très stables.Le substrat très résistant a une dureté d'environ 1300 HV.Ces substrats ne peuvent être usinés qu’à des vitesses de coupe plus faibles, ils s’usent plus rapidement, mais ils sont plus résistants aux coupes interrompues et aux conditions défavorables.
Le bon équilibre entre dureté et ténacité est le facteur le plus important lors du choix d’un alliage pour une application particulière.Choisir une nuance trop dure peut entraîner des micro-cassures du tranchant, voire une défaillance catastrophique.Dans le même temps, les nuances trop dures s’usent rapidement ou nécessitent une réduction de la vitesse de coupe, ce qui réduit la productivité.Le tableau 1 fournit quelques lignes directrices de base pour choisir le bon duromètre :
La plupart des plaquettes et outils en carbure modernes sont recouverts d'un film mince (3 à 20 microns ou 0,0001 à 0,0007 pouces).Le revêtement est généralement constitué de couches de nitrure de titane, d'oxyde d'aluminium et de carbonitrure de titane.Ce revêtement augmente la dureté et crée une barrière thermique entre la découpe et le substrat.
Même s’il n’a gagné en popularité qu’il y a une dizaine d’années, l’ajout d’un traitement supplémentaire après revêtement est devenu la norme de l’industrie.Ces traitements sont généralement du sablage ou d'autres techniques de polissage qui lissent la couche supérieure et réduisent la friction, réduisant ainsi la génération de chaleur.La différence de prix est généralement faible et, dans la plupart des cas, un post-traitement est recommandé pour la sélection variétale.
Pour sélectionner la nuance de carbure appropriée pour une application particulière, reportez-vous au catalogue ou au site Web du fournisseur pour obtenir des instructions.Bien qu'il n'existe pas de norme internationale formelle, la plupart des fournisseurs utilisent des tableaux pour décrire la plage de fonctionnement recommandée des qualités en fonction de la « portée » exprimée sous la forme d'une combinaison de trois lettres/chiffres, telle que P05-P20.
La première lettre indique le groupe de matériaux selon la norme ISO.Chaque groupe de matériaux se voit attribuer une lettre et une couleur correspondante.
Les deux chiffres suivants représentent le niveau de dureté relative de la nuance, allant de 05 à 45 par incréments de 5. Les applications 05 nécessitent une nuance très dure adaptée à des conditions favorables et stables.45 Une application nécessitant une qualité très résistante adaptée aux conditions difficiles et instables.
Encore une fois, il n'existe pas de norme pour ces valeurs, elles doivent donc être interprétées comme des valeurs relatives dans le tableau de notation particulier dans lequel elles apparaissent.Par exemple, une nuance marquée P10-P20 dans deux catalogues de fournisseurs différents peut avoir une dureté différente.
Même dans le même catalogue, une nuance marquée P10-P20 dans le tableau des nuances de tournage peut avoir une dureté différente de celle d'une nuance marquée P10-P20 dans le tableau des nuances de fraisage.Cette différence se résume à des conditions favorables différentes pour différentes applications.Les opérations de tournage sont mieux réalisées avec des nuances très dures, mais lors du fraisage, des conditions favorables nécessitent une certaine résistance en raison de la nature intermittente.
Le tableau 3 fournit un tableau hypothétique des alliages et de leurs utilisations dans diverses opérations de tournage complexes qui pourraient être répertoriées dans le catalogue d'un fournisseur d'outils de coupe.Dans cet exemple, la classe A est recommandée pour toutes les conditions de tournage, mais pas pour les coupes fortement interrompues, tandis que la classe D est recommandée pour les tournages fortement interrompus et d'autres conditions très défavorables.Des outils tels que Grades Finder de MachiningDoctor.com peuvent rechercher des nuances en utilisant cette notation.
Tout comme il n’existe pas de norme officielle concernant la portée d’une classe, il n’existe pas de norme officielle pour la désignation d’une classe.Cependant, la plupart des principaux fournisseurs de plaquettes en carbure suivent les directives générales pour leurs désignations de nuances.Les noms « classiques » sont au format BBSSNN à six caractères, où :
L'explication ci-dessus est correcte dans de nombreux cas.Mais comme il ne s'agit pas d'une norme ISO/ANSI, certains fournisseurs apportent leurs propres ajustements au système, et il est sage d'être conscient de ces changements.
Les notes jouent un rôle essentiel dans la transformation des applications plus que toute autre application.Par conséquent, lorsque vous parcourez le catalogue d'un fournisseur, la pièce de tournage aura le plus grand choix de nuances.
Cette large gamme de nuances de tournage est le résultat d’une large gamme d’opérations de tournage.Cette catégorie va de la coupe continue (où le tranchant est constamment en prise avec la pièce et n'est pas impactée, mais génère beaucoup de chaleur) à la coupe interrompue (où de forts impacts se produisent).
Une large gamme de nuances de tournage est également associée à différents diamètres en production, de 1/8″ (3 mm) pour les machines de type suisse à 100″ pour une utilisation industrielle lourde.Étant donné que la vitesse de coupe dépend également du diamètre, différentes qualités sont nécessaires, optimisées pour les vitesses de coupe faibles ou élevées.
Les principaux fournisseurs proposent souvent des séries distinctes pour chaque groupe de matériaux.Les nuances de chaque série vont des matériaux durs pour la coupe interrompue aux matériaux durs pour la coupe continue.
Lors du fraisage, la gamme de nuances proposées est plus restreinte.En raison de la nature intermittente de l'application, les outils de fraisage nécessitent des nuances robustes avec une résistance élevée aux chocs.Pour la même raison, le revêtement doit être fin, sinon il ne résistera pas aux chocs.
La plupart des fournisseurs usineront différents groupes de matériaux avec des supports rigides et différents revêtements.
Lors du tronçonnage ou du rainurage, la sélection des nuances est limitée en raison des facteurs de vitesse de coupe.Autrement dit, le diamètre diminue à mesure que la coupe se rapproche du centre.La vitesse de coupe est donc progressivement réduite.Lors d'une coupe vers le centre, la vitesse finit par atteindre zéro à la fin de la coupe et l'opération devient une cisaille au lieu d'une coupe.
Ainsi, la qualité du tronçonnage doit être compatible avec une large gamme de vitesses de coupe, et le substrat doit être suffisamment résistant pour résister au cisaillement en fin d'opération.
Les rainures peu profondes sont une exception aux autres types.En raison de la similitude avec le tournage, les fournisseurs proposant un large choix de plaquettes de rainurage proposent souvent une gamme plus large de nuances pour certains groupes de matériaux et conditions.
Lors du perçage, la vitesse de coupe au centre du foret est toujours nulle, tandis que la vitesse de coupe en périphérie dépend du diamètre du foret et de la vitesse de rotation de la broche.Les nuances optimisées pour des vitesses de coupe élevées ne conviennent pas et ne doivent pas être utilisées.La plupart des vendeurs ne proposent que quelques variétés.
De nombreux magasins font l’erreur de penser que les outils avancés sont plug-and-play.Ces outils peuvent s'adapter aux porte-outils existants et même s'insérer dans la même fraise à carapace ou dans les mêmes poches de tournage que les plaquettes en carbure, mais c'est là que s'arrêtent les similitudes.
Les poudres, les pièces et les produits sont les différentes façons dont les entreprises poussent la fabrication additive.Le carbure et les outils de coupe sont différents domaines de réussite.
La série de forets Ceratizit WTX-HFDS a permis à OWSI de gagner 3,5 minutes par pièce dans des travaux complexes et d'éliminer complètement les opérations non essentielles, augmentant ainsi la rentabilité.
Heure de publication : 21 août 2023