Dans le traitement de la découpe des métaux, il y aura différents matériaux de pièce à usiner, différents matériaux, ses caractéristiques de formation et d'enlèvement de coupe sont différentes, comment maîtriser les caractéristiques des différents matériaux ?Les matériaux métalliques conformes aux normes ISO sont divisés en 6 groupes de types différents, chacun possédant des propriétés uniques en termes d'usinabilité et seront résumés séparément dans cet article.
Les matériaux métalliques sont répartis en 6 catégories :
(1) Acier P
(2) M-acier inoxydable
(3) fonte K
(4) N-métal non ferreux
(5) S- Alliage résistant à la chaleur
(6) Acier trempé H
Qu'est-ce que l'acier ?
- L'acier est le plus grand groupe de matériaux dans le domaine de la découpe des métaux.
- L'acier peut être de l'acier non trempé ou revenu (dureté jusqu'à 400HB).
- L'acier est un alliage dont le fer (Fe) est le composant principal.Il est fabriqué grâce au processus de fusion.
- L'acier non allié a une teneur en carbone inférieure à 0,8 %, uniquement du Fe et aucun autre élément d'alliage.
- La teneur en carbone de l'acier allié est inférieure à 1,7 % et des éléments d'alliage sont ajoutés, tels que Ni, Cr, Mo, V, W, etc.
- Faible teneur en carbone = matériau visqueux résistant.
- Teneur élevée en carbone = matériau fragile.
Caractéristiques de traitement :
- Matériau à copeaux longs.
- Le contrôle des puces est relativement simple et fluide.
- L'acier doux est collant et nécessite un tranchant tranchant.
- Force de coupe unitaire kc : 1500~3100 N/mm².
- La force de coupe et la puissance nécessaires au traitement des matériaux ISO P se situent dans une plage de valeurs limitée.
Qu'est-ce que l'acier inoxydable ?
- L'acier inoxydable est un alliage contenant au moins 11 % à 12 % de chrome.
- La teneur en carbone est généralement très faible (jusqu'à 0,01 % maximum).
- Les alliages sont principalement Ni (nickel), Mo (molybdène) et Ti (titane).
- Forme une couche dense de Cr2O3 à la surface de l'acier, le rendant résistant à la corrosion.
Dans le groupe M, la majorité des applications concernent les industries du pétrole et du gaz, des raccords de tuyauterie, des brides, de la transformation et pharmaceutique.
Le matériau forme des copeaux irréguliers et écailleux et possède une force de coupe plus élevée que l’acier ordinaire.Il existe de nombreux types d'acier inoxydable.Les performances de bris de copeaux (de copeaux faciles à presque impossibles à briser) varient en fonction des caractéristiques de l'alliage et du traitement thermique.
Caractéristiques de traitement :
- Matériau à copeaux longs.
Le contrôle des copeaux est relativement fluide dans la ferrite et plus difficile dans l'austénite et la biphase.
- Force de coupe unitaire : 1800~2850 N/mm².
- Force de coupe élevée, accumulation de copeaux, chaleur et écrouissage pendant l'usinage.
Qu'est-ce que la fonte ?
Il existe trois principaux types de fonte : la fonte grise (GCI), la fonte nodulaire (NCI) et la fonte vermiculaire (CGI).
- La fonte est principalement composée de Fe-C, avec une teneur en silicium relativement élevée (1%~3%).
- Teneur en carbone supérieure à 2%, ce qui représente la plus grande solubilité du C dans la phase austénitique.
- Cr (chrome), Mo (molybdène) et V (vanadium) sont ajoutés pour former des carbures, augmentant la résistance et la dureté mais réduisant l'usinabilité.
Le groupe K est principalement utilisé dans les pièces automobiles, la fabrication de machines et la fabrication du fer.
La formation de copeaux du matériau varie, des copeaux presque en poudre aux copeaux longs.La puissance requise pour traiter ce groupe de matériaux est généralement faible.
Notez qu'il existe une grande différence entre la fonte grise (qui contient généralement des copeaux approximativement poudrés) et la fonte ductile, dont la rupture des copeaux est dans de nombreux cas plus similaire à celle de l'acier.
Caractéristiques de traitement :
- Matériau à copeaux courts.
- Bon contrôle des copeaux dans toutes les conditions de fonctionnement.
- Force de coupe unitaire : 790~1350 N/mm².
- L'usure abrasive se produit lors de l'usinage à des vitesses plus élevées.
- Force de coupe moyenne.
Que sont les matériaux non ferreux ?
- Cette catégorie contient des métaux non ferreux, des métaux mous d'une dureté inférieure à 130HB.
Les alliages de métaux non ferreux (Al) contenant près de 22 % de silicium (Si) constituent la plus grande partie.
- Cuivre, bronze, laiton.
Les constructeurs d’avions et les fabricants de roues de voiture en alliage d’aluminium dominent le groupe N.
Bien que la puissance requise par mm³ (pouce cube) soit faible, il est néanmoins nécessaire de calculer la puissance maximale requise pour obtenir un taux d'enlèvement de copeaux élevé.
Caractéristiques de traitement :
- Matériau à copeaux longs.
- S'il s'agit d'un alliage, le contrôle des copeaux est relativement simple.
- Les métaux non ferreux (Al) sont collants et nécessitent l'utilisation d'arêtes coupantes.
- Force de coupe unitaire : 350~700 N/mm².
- La force de coupe et la puissance nécessaires au traitement des matériaux ISO N se situent dans une plage de valeurs limitée.
Qu'est-ce qu'un alliage résistant à la chaleur ?
Les alliages résistants à la chaleur (HRSA) comprennent de nombreux matériaux hautement alliés à base de fer, de nickel, de cobalt ou de titane.
- Groupe : Fer, nickel, cobalt.
- Conditions de travail : recuit, mise en solution, traitement de vieillissement, laminage, forgeage, fonderie.
Caractéristiques:
Une teneur plus élevée en alliage (le cobalt est plus élevé que le nickel) garantit une meilleure résistance à la chaleur, une résistance à la traction plus élevée et une résistance à la corrosion plus élevée.
Les matériaux du groupe S, difficiles à traiter, sont principalement utilisés dans les industries de l'aérospatiale, des turbines à gaz et des générateurs.
La plage est large, mais des forces de coupe élevées sont généralement présentes.
Caractéristiques de traitement :
- Matériau à copeaux longs.
- Le contrôle des copeaux est difficile (copeaux irréguliers).
- Un angle frontal négatif est requis pour la céramique et un angle frontal positif est requis pour le carbure cémenté.
- Force de coupe unitaire :
Pour les alliages résistants à la chaleur : 2400~3100 N/mm².
Pour alliage de titane : 1300~1400 N/mm².
- Force de coupe élevée et puissance requise.
Qu'est-ce que l'acier trempé ?
- Du point de vue de la transformation, l'acier trempé est l'un des plus petits sous-groupes.
- Ce groupe contient des aciers trempés d'une dureté >45 à 65HRC.
- D'une manière générale, la plage de dureté des pièces dures tournées est généralement comprise entre 55 et 68HRC.
Les aciers trempés du groupe H sont utilisés dans diverses industries, telles que l'industrie automobile et ses sous-traitants, ainsi que dans la construction de machines et les opérations de moulage.
Copeaux généralement continus et chauffés au rouge.Cette température élevée contribue à réduire la valeur kc1, ce qui est important pour aider à résoudre les défis des applications.
Caractéristiques de traitement :
- Matériau à copeaux longs.
- Contrôle des copeaux relativement bon.
- Nécessite un angle avant négatif.
- Force de coupe unitaire : 2550~4870 N/mm².
- Force de coupe élevée et puissance requise.
Heure de publication : 24 juillet 2023