Pourquoiforet hélicoïdal en carbureCasser le couteau lors de l'usinage de pièces en acier ?! En fait, voici la raison !

Matériaux pour outils

La qualité d'un outil dépend de son matériau (substrat), de sa géométrie et de son revêtement. Même la meilleure conception et le meilleur revêtement au monde seront inefficaces si le matériau de base de l'outil n'est pas correctement choisi. Le principal indicateur de la qualité du substrat est la granulométrie. De manière générale, un outil à granulométrie plus fine est plus adapté à l'usinage à grande vitesse. Pour ce type d'usinage, une granulométrie de 0,5 µm ou moins est recommandée.

Même à granulométrie identique, d'autres facteurs, tels que la dureté et la résistance à la rupture transversale, influent sur la qualité de l'outil. Pour un substrat donné, la dureté et la résistance à la rupture transversale sont affectées par la teneur en cobalt. Auparavant, pour améliorer la ténacité du carbure cémenté, on augmentait généralement la teneur en cobalt, au détriment de la dureté. Désormais, ce problème peut être résolu par l'affinage des grains, ce qui permet d'améliorer la résistance à la flexion du carbure cémenté. Celle-ci atteint, voire dépasse, celle de l'acier rapide ordinaire, ce qui explique la préférence pour le carbure cémenté ultrafin. On privilégie progressivement le carbure cémenté de type p pour l'usinage de l'acier, tandis que le carbure cémenté de type K est réservé à l'usinage des métaux non ferreux comme la fonte et l'aluminium. Un autre avantage du carbure cémenté à grains fins réside dans le tranchant exceptionnel de l'outil, particulièrement adapté à la coupe à grande vitesse de matériaux collants et résistants.

Le développement des matériaux pour forets hélicoïdaux en carbure porte principalement sur le développement de grains fins (1-0,5) et de grains ultrafins (< 0.5) cemented carbide materials and integral cemented carbide tools, which greatly improves the bending strength of cemented carbide. It can replace high-speed steel to manufacture universal tools with a large range of small size bits, end mills and taps, and its cutting speed and tool life are far beyond that of high-speed steel.

Tout outil utilisé en usinage à grande vitesse possède trois caractéristiques essentielles : la précision, la rigidité et la durée de vie. En mode de coupe à grande vitesse, les exigences d'usinage rendent l'outil et sa capacité à résister aux forces radiales et axiales primordiales.

Revêtement d'outils

Comparativement au mode de transmission, la coupe à grande vitesse génère moins de chaleur, mais la température de coupe est également plus constante. Par conséquent, un revêtement PVD plus performant est nécessaire pour protéger la lame. Dans la plupart des applications d'usinage, les revêtements standards tels que l'étain, le TiCN et le TiAlN monocouche répondent aux exigences. Cependant, en mode d'usinage à grande vitesse, pour garantir une durée de vie satisfaisante de l'outil, le revêtement et l'outil doivent satisfaire à des exigences plus élevées. À l'instar des substrats en carbure cémenté, les différents revêtements d'outils de coupe peuvent sembler identiques à l'œil nu, mais présentent des différences notables au microscope. Il existe de nombreuses variantes de TiAlN. Comme pour le matériau de base des forets hélicoïdaux en carbure, les différences entre les revêtements dépendent également du procédé de fabrication. De fait, ce dernier fait l'objet d'une attention croissante. Certains fabricants de revêtements professionnels ont même déposé des brevets pour leurs procédés afin d'empêcher la contrefaçon. Du point de vue de la fabrication, l'expérimentation a démontré que le revêtement multicouche est la solution optimale pour l'usinage à grande vitesse. Chaque couche du revêtement multicouche est intégrée à d'autres composants brevetés afin d'empêcher les copeaux de traverser le revêtement et d'atteindre la surface du substrat, et de les dévier vers la couche adjacente. Par conséquent, comparée à un revêtement PVD monocouche classique, la durée de vie de l'outil du revêtement multicouche est considérablement améliorée.

Les outils de coupe de haute qualité sont fabriqués à partir d'un matériau de base plus résistant, bénéficient d'une géométrie spécialement conçue et d'un revêtement protecteur plus efficace, ce qui améliore leur durée de vie et leur état de surface. Des normes de qualité plus élevées impliquent un investissement initial plus important pour le client final, mais en contrepartie, le temps d'usinage est considérablement réduit. Grâce à des cycles de production courts, la qualité des produits est également plus constante. L'opérateur peut ainsi laisser la machine-outil fonctionner de manière autonome.

Par conséquent, il n'est pas judicieux de réduire les coûts sur les outils de coupe. Il aurait fallu privilégier les économies à long terme sur la production, au lieu de se concentrer souvent sur les économies initiales (sur les outils). Ainsi, si un investissement initial plus important dans les outils de coupe permet de minimiser les coûts de production, on peut, à terme, accroître les profits en augmentant la productivité.