Matière à couper. Dans le domaine de l usinage par enlèvement de copeau

Transcription

1 Matière à couper Dans le domaine de l usinage par enlèvement de copeau Patrick Reusser 2-1 Matière à usiner «Usinabilité»! perçage, fraisage, tournage, L usinabilité de la matière dépend de Force de coupe spécifique (souvent dépendante de la dureté de la matière). Forces de coupe spécifique! Chaleur, contrainte sur l outil.! Température de l outil, Chaleur évacuée dans le copeau Ténacité matière Ténacité! Fragmentation copeau (pas idéal pour perçage) (particules dures, fragilité, propriétés à,) 2-2

2 Matière à usiner P H M NORME ISO 513 N S K 2-3 Matière à usiner Aciers trempés Aciers à outil Alliages de nickel et de cobalt Aciers faiblement / non alliés Aciers austénitiques inoxydables Forces de coupe Fontes ductiles Fontes grises Titanes et alliages de titanes Fontes d aluminium à fort % de Si Alliage d aluminium Cuivre et alliage de cuivre Court Copeaux Long 2-4

3 La matière à usiner (Norme ISO 2004:513) Tableau des «groupe - matière» P (bleu) M (jaune) K (fonte) N (vert) S (brun) H (gris) Aciers: Tous les types d'acier et acier moulé, exceptés les aciers inoxydables à structure austénitique. Aciers inoxydables: Aciers inoxydables austénitiques et austénitique/ferritiques Fontes: Fontes grises, fontes à graphite sphéroïdale, fontes malléables. Métaux non ferreux: Aluminiums et autres métaux non ferreux, matériaux non métalliques. Superalliages et titanes: Alliages réfractaires basés sur fonte au nickel et cobalt, titanes et alliages de titane. Matériaux durs: Aciers trempés, fontes de dureté élevée, moulage en coquille. 2-5 La classe «acier» P Acier non allié ( ) (Bon) (bonne) Adjonction de Ni Adjonction de Cr Adjonction de Mn, W, Ti Adjonction de Pb, S, Ca : ++ sur l usinabilité : + sur l usinabilité 2-6

4 La classe «acier» P Suggestion de sous-classe P Type N DIN SMnPb28 Aciers de décolletage Ck Ck Ck60 Aciers non allié MnCrV Cr CrMo4 Acier faiblement allié X210Cr X155CrVMo21 1 Acier fortement allié XCrMo17 Acier inoxydable ferritique/martensitique X5CrNi Usinabilité La classe «acier inoxydable» M Acier austénitique (très mauvais) (0.5x acier) Acier austénitiqueferritique 2500 (0.5x acier) : ++ sur l usinabilité : + sur l usinabilité 2-8

5 La classe «acier inoxydable»m Suggestion de sous-classe M Type N AISI l Aciers austénitique l Aciers super austénitique Acier austénitique/ferritique Usinabilité La classe «fontes»k Fonte grise Fonte malléable ( ) (bonne) (Faible) : ++ sur l usinabilité : + sur l usinabilité 2-10

6 Cuivre pur ( ) La classe «non ferreux»n (très mauvais) (excellente) Laiton Bronze Alliage d alum. %Si < 3 Alliage d alum. %Si > 3 (500) : ++ sur l usinabilité : + sur l usinabilité 2-11 La classe «non ferreux»n Or, Argent Graphite Plastique Plastique Idem renforcé Platine, (Adhésion) Problème fréquent: Délamination : ++ sur l usinabilité : + sur l usinabilité (décomposition à faible temp.) 2-12

7 La classe «non ferreux» N Suggestion de sous-classe N Type N DIN Alliage d'aluminium > 99% Al 99.5 Alliage d'aluminium hypo eutectique (%Si <11) Alliage d'aluminium hyper eutectique AlSi9Mg AlSi20 (%Si>12) Cuivre électrolytique OF- Cu Alliage de cuivre CuZn37Pb0.5 Alliage d'or Alliage d'argent Platine Paladium Plastique Composite Kevlar Graphite 2-13 La classe «Superalliages et titane» S Titane, alliage de titane Alliage de Nickel Alliage de Cobalt ( ) (>3000 ) (>3000 ) (lamellaire et discontinus) (bonne) (excellente) (excellente) : ++ sur l usinabilité : + sur l usinabilité 2-14

8 La classe «Superalliages et titane» S Suggestion de sous classe Type N DIN Ti99.4 Titane, Alliage de titane Ti6AlV4 S Alliage réfractaire base Fe X12NiCrSi NiCr22Mo9Nb Alliage réfractaire base Ni NiCu30Al.. Alliage réfractaire base Co CoCr22W15Ni Si les superalliages sont vieillis, réduire les vitesses de coupe de 20%. Tableau d usinabilité des superalliages. Usinabilité Monell Hastelloy B, X Inocoloy 804,825 Inconel 600,601 Inconel 901, 903, 718 Nimonic 80 Nimonic 90,95 Rene 41 Udimet 500, 700 Astralloy Inconel 713 Nimocast 736 Mar Nimocast 2-15 La classe «Matériaux durs» H Fonte trempée (>3000) Acier trempé (>5000) : ++ sur l usinabilité : + sur l usinabilité 2-16

9 Matériaux spéciaux en horlogerie Nom commercial Type (composition) Classement Usinabilité DURNICO PHYNOX Acier inox. martensitique maraging (18%Ni, 5%Co,) Alliage de Cobalt (40%Co, 20%Cr,..) P S Matière fortement énergétique (Contrainte sur l outil élevée). Tendance au collage moins prononcée que l acier Matière très fortement énergétique, réfractaire. Forte contrainte sur l outil, copeaux adhérents et difficiles à couper. P2000, P558, Acier. Aust. Sans nickel (18%Cr, 14%Mn,) M Matière fortement énergétique (beaucoup de force de coupe). Tendance au collage moins prononcée que l acier