Comment tourner des pièces constituées de différents matériaux

 

 

 

Je tourne l'acier

 

L'acier peut être classé en acier non allié, en acier faiblement allié et en acier fortement allié, qui affectent tous les recommandations de traitement de tournage.

 

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1. Tournage d'acier non allié

 

Classification des matériaux : P1.1

 

L'acier non allié peut avoir une teneur en carbone allant jusqu'à 0,55 %. L'acier à faible teneur en carbone (teneur en carbone < 0,25 %) nécessite une attention particulière en raison de sa difficulté à briser les copeaux et de sa tendance à former des arêtes rapportées.

 

Pour couper et contrôler efficacement les copeaux, il convient d'utiliser la vitesse d'avance la plus élevée possible. Il est fortement recommandé d'utiliser des inserts de lame de finition.

 

L’utilisation de vitesses de coupe élevées permet d’éviter la formation d’arêtes accumulées, qui peuvent affecter négativement la finition de surface. Un tranchant tranchant et une géométrie de coupe légère peuvent réduire la tendance à former des bords rapportés et éviter d'endommager la lame.

 

2. Tournage d'acier faiblement allié

 

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Classification des matériaux : P2.x

 

L'usinabilité des aciers faiblement alliés dépend de la teneur en alliage et du traitement thermique (dureté). Les mécanismes d’usure les plus courants dans ce groupe sont l’usure en cratère et l’usure en flanc. Pour les matériaux durcis, la déformation plastique dans la zone de coupe due à une chaleur élevée est également un mécanisme d'usure courant.

 

Pour les aciers faiblement alliés non trempés, les nuances et géométries préférées de la série d'aciers sont recommandées. Pour les matériaux durcis, l’utilisation de nuances plus dures (nuances de fonte, céramique et CBN) est bénéfique.

 

3. Tournage d'acier fortement allié

 

Classification des matériaux : P3.x

 

Les aciers fortement alliés comprennent les aciers au carbone dont la teneur globale en alliage dépasse 5 %. Ce groupe comprend à la fois des matériaux souples et durs. Une teneur en alliage et une dureté plus élevées conduisent à une moins bonne usinabilité.

 

Pour les aciers faiblement alliés, les nuances et géométries préférées doivent être sélectionnées.

 

Les aciers avec une teneur en alliage supérieure à 5 % et une dureté supérieure à 450 HB ont des exigences supplémentaires en matière de résistance à la déformation plastique et de résistance de la lame. Pensez à utiliser des matériaux plus durs (fonte, céramique et CBN).

 

 

II Tournage de l'acier inoxydable

 

L'acier inoxydable peut être classé en acier ferritique/martensitique, austénitique et duplex (austénitique/ferritique), chacun avec ses propres recommandations de traitement de tournage.

 

1. Tournage de l'acier inoxydable ferritique et martensitique

 

Classification des matériaux : P5.1

 

Cet acier inoxydable est classé comme acier, donc catégorisé P5.x. Les recommandations générales d’usinage pour ce type d’acier concernent nos nuances et géométries d’acier inoxydable.

 

L'acier martensitique peut être traité dans des conditions durcies, nécessitant une résistance supplémentaire à la déformation plastique des lames. Pensez à utiliser les qualités CBN avec HRC = 55 et supérieur.

 

2. Tournage de l'acier inoxydable austénitique

 

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Classification des matériaux : M1.x et M2.x

 

L'acier inoxydable austénitique est le type d'acier inoxydable le plus courant, y compris les aciers inoxydables super austénitiques avec une teneur en nickel supérieure à 20 %.

 

Les nuances et géométries recommandées incluent nos nuances CVD et PVD pour l'acier inoxydable.

 

Pour les coupes interrompues ou les cas où le martelage ou le colmatage des copeaux sont les principaux mécanismes d'usure, envisagez d'utiliser des nuances PVD.

 

Autres considérations :

• Utilisez toujours du liquide de refroidissement pour réduire l'usure en cratère et la déformation plastique, et choisissez le rayon de nez le plus grand possible.
• Utilisez des plaquettes rondes ou de petits angles de coupe principaux pour éviter l'usure des encoches.
• Les arêtes rapportées sont courantes et affectent négativement l'état de surface et la durée de vie de l'outil. Utilisez des arêtes vives et/ou des géométries avec des angles de coupe positifs.

 

3. Tournage de l'acier inoxydable duplex (austénitique/ferritique)

 

Classification des matériaux : M3.4

 

Une teneur plus élevée en alliage dans l’acier inoxydable duplex peut conduire à des noms tels que l’acier inoxydable super duplex ou même hyper duplex. Plus la résistance mécanique est élevée, plus ces matériaux sont difficiles à usiner, notamment en termes de génération de chaleur, d'efforts de coupe et de contrôle des copeaux.

 

Les nuances et géométries recommandées incluent nos nuances CVD et PVD pour l'acier inoxydable.

 

Autres considérations :

• Utilisez du liquide de refroidissement pour améliorer le contrôle des copeaux et éviter la déformation plastique. Utilisez des outils avec alimentation interne en liquide de refroidissement pour un refroidissement optimal.
• Utiliser des angles de coupe principaux plus petits pour éviter l’usure des encoches et la formation de bavures.

 

 

III Tournage de la fonte

 

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La fonte se compose principalement de cinq types :

• Fonte grise (GCI)
• Fonte Ductile (NCI)
• Fonte malléable (MCI)
• Fer à graphite compacté (CGI)
• Fonte Ductile Austénitique (ADI)

 

La fonte est un alliage fer-carbone avec une teneur en silicium allant de 1-3 % et une teneur en carbone supérieure à 2 %. Il s'agit d'un matériau à copeaux courts avec un bon contrôle des copeaux dans la plupart des cas.

 

Pour la plupart des matériaux en fonte, nos nuances et géométries de fonte sont recommandées. Pour des vitesses de coupe plus élevées dans la fonte grise, les nuances céramique et CBN sont conseillées.

 

 

IV Tournage des superalliages résistants à la chaleur (HRSA)

 

Les alliages résistants à la chaleur présentent une résistance mécanique et une résistance au fluage exceptionnelles (la tendance des solides à se déformer lentement sous contrainte). Ils présentent également une bonne résistance à la corrosion et à l’oxydation. Les HRSA peuvent être divisés en quatre catégories de matériaux :

• À base de nickel (par exemple, Inconel)
• À base de fer
• À base de cobalt
• Alliages de titane (qui peuvent être du titane pur ou du titane avec des structures)

 

L'usinabilité des alliages résistants à la chaleur et des alliages de titane est médiocre, en particulier dans des conditions de vieillissement, et les exigences en matière d'outils de coupe sont particulièrement élevées. L'utilisation d'arêtes de coupe tranchantes est cruciale pour éviter la formation de couches dites blanches avec une dureté et une contrainte résiduelle variables.

 

Matériaux HRSA :Lors du tournage de matériaux HRSA, les matériaux PVD et céramiques sont couramment utilisés. Des géométries d'outils optimisées pour HRSA sont recommandées.

 

Alliages de titane :Utilisez principalement des qualités non couchées et PVD. Des géométries optimisées pour HRSA sont également conseillées.

 

Les normes d'usure courantes pour le titane et les alliages haute température incluent l'usure par encoche. Suivez ces directives pour des performances optimales :

• Utilisez un angle de coupe principal inférieur à 45 degrés.
• Assurez-vous du rapport correct entre le diamètre de la plaquette/le rayon du nez et la profondeur de coupe.
• Lors de l'utilisation d'un fraisage en rampe ou de passes multiples, une profondeur de coupe supérieure à {{0}},25 mm (0,0098 pouces) est recommandée.
• Utilisez toujours du liquide de refroidissement lorsque vous tournez des alliages de titane et à haute température, en garantissant un débit adéquat et une bonne direction.
• Lors de l'utilisation de céramiques, un pré-chanfreinage est recommandé pour minimiser la formation de bavures lors de l'entrée et de la sortie de la coupe et pour obtenir des performances optimales.

 

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V Tournage de matériaux métalliques non ferreux

 

Ce groupe comprend les métaux mous non ferreux tels que l'aluminium, le cuivre, le bronze, le laiton, les composites à matrice métallique (MMC) et le magnésium. L'usinabilité varie en fonction des éléments d'alliage, du traitement thermique et des procédés de fabrication (forgeage, fonderie, etc.).

 

Tournage des alliages d'aluminium

 

Classification des matériaux : N1.2

 

Utilisez toujours des lames avec des formes de base positives et des bords tranchants. Les qualités non couchées et PCD sont préférées.

Pour les alliages d'aluminium dont la teneur en Si dépasse 13 %, le PCD doit être utilisé, car les outils en carbure peuvent avoir une durée de vie considérablement réduite.

 

Les liquides de refroidissement utilisés dans l'usinage de l'aluminium sont principalement utilisés pour l'élimination des copeaux.

 

 

VI Tournage de l'acier trempé

 

Le tournage de l'acier d'une dureté de 55 à 65 HRC est connu sous le nom de tournage de pièces dures, offrant une alternative économique à la rectification. Le tournage dur de pièces offre une plus grande flexibilité, des délais de livraison améliorés et une qualité supérieure.

 

Les nuances de nitrure de bore cubique (CBN) sont les matériaux d'outils de coupe ultimes pour les pièces en acier trempées en surface et trempées par induction. Pour les aciers dont la dureté est inférieure à environ 55 HRC, il convient d'utiliser des inserts en céramique ou en carbure.

Utilisez des nuances CBN optimisées pour le tournage de pièces dures.

 

Assurer une bonne stabilité de la machine et du serrage.

 

Utilisez la plus petite profondeur de coupe possible pour obtenir un angle de coupe principal minimal et utilisez une préparation appropriée des bords pour prolonger la durée de vie de l'outil.