Tournage de différentes matières

Tournage des aciers

Les aciers sont, du point de vue de l'usinabilité et des conditions de coupe recommandées pour le tournage, classés en non alliés, faiblement alliés et fortement alliés.

Tournage des aciers non alliés

Classification des matières : P1.1

Les aciers non alliés ont une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,55%. Une faible teneur en carbone (<0.25%) nécessite une attention particulière en raison de la mauvaise fragmentation des copeaux et de la tendance au collage (arêtes rapportées).

Pour faciliter la fragmentation des copeaux et leur évacuation, viser la plus grande avance possible. Il est recommandé d'utiliser une plaquette wiper.

Utiliser une vitesse de coupe élevée pour éviter la formation d'une arête rapportée sur la plaquette, ce qui pourrait dégrader l'état de surface. Les arêtes vives et les géométries légères réduisent la tendance à l'adhérence de la matière et préviennent la détérioration de l'arête de coupe.

Tournage des aciers faiblement alliés

Classification des matières : P2.x

L'usinabilité des aciers faiblement alliés dépend de la teneur en éléments d'alliage et des traitements thermiques (dureté). Les mécanismes d'usure les plus courants avec toutes les matières du groupe sont l'usure en cratère et l'usure en dépouille. Les matières trempées génèrent une chaleur plus élevée dans la zone de coupe, c'est pourquoi la déformation plastique est un mécanisme d'usure courant.

Pour les aciers non alliés non trempés, le premier choix est la série de nuances et géométries pour les aciers. Dans les aciers trempés, il faut utiliser des nuances plus dures (nuances céramique, CBN et nuances pour les fontes).

Tournage des aciers fortement alliés

Classification des matières : P3.x

Les aciers fortement alliés sont des aciers au carbone avec une teneur totale en éléments d'alliage supérieure à 5 %. Le groupe comporte des matières trempées ou non. Plus la teneur en éléments d'alliage et la dureté augmente, moins l'usinabilité est bonne.

Comme pour les aciers faiblement alliés, les séries de nuances et les géométries pour les aciers sont le premier choix.

Les aciers avec plus de 5 % d'éléments d'alliage et avec une dureté jusqu'à 450 HB demandent une résistance supérieure à la déformation plastique ainsi que des arêtes résistantes. Il faut utiliser des nuances plus dures (nuances céramique et CBN, nuances pour les fontes).

Pour en savoir plus sur les aciers

Tournage des aciers inoxydables

Les aciers inoxydables se subdivisent en aciers inoxydables ferritiques/martensitiques, aciers inoxydables austénitiques et aciers inoxydables duplex (austénitiques/ferritiques) ; les conditions d'usinage sont différentes pour chaque groupe.

Tournage des aciers inoxydables ferritiques et martensitiques

Classification des matières : P5.1

Les aciers inoxydables sont classifiés comme des aciers, donc P5.x. Les recommandations générales pour ce type d'acier sont les nuances et les géométries pour les aciers inoxydables.

Les aciers inoxydables martensitiques sont parfois usinés à l'état trempé. Les plaquettes doivent, dans ce cas, avoir une excellente résistance à la déformation plastique. Il faut utiliser des nuances CBN d'une dureté HRC de 55 ou plus.

Tournage des aciers inoxydables austénitiques

Classification des matières : M1.x et M2.x

Les aciers inoxydables austénitiques sont le type le plus courant d'acier inoxydable. Ce groupe inclut aussi les aciers inoxydables super austénitiques avec une teneur en nickel supérieure à 20 %.

Les nuances et géométries recommandées sont nos nuances CVD et PVD pour les aciers inoxydables.

Pour les coupes interrompues ou en cas de martèlement ou bourrage des copeaux, utiliser les nuances PVD.

Autres considérations :

• Toujours utiliser l'arrosage pour réduire l'usure en cratère et la déformation plastique. Utiliser un rayon de bec aussi grand que possible. Pour en savoir plus sur l'arrosage
• Pour éviter l'usure en entaille, utiliser des plaquettes rondes ou des angles d'attaque faibles.
• La tendance au collage et les arêtes rapportées sont des problèmes courants. Ces problèmes affectent la qualité de l'état de surface et la durée de vie d'outil. Utiliser des arêtes vives et/ou des géométries avec une face de dépouille positive.

Tournage des aciers inoxydables duplex (austénitiques/ferritiques)

Classification des matières : M3.4

Les aciers inoxydables duplex à forte teneur en éléments d'alliage s'appellent des super duplex, ou même hyper duplex. Leur résistance mécanique élevée rend ces matières plus difficiles à usiner : élévation de la température, forces de coupe et contrôle des copeaux.

Les nuances et géométries recommandées sont nos nuances CVD et PVD pour les aciers inoxydables.

Autres considérations :

• Utiliser l'arrosage pour améliorer l'évacuation des copeaux et éviter la déformation plastique. Utiliser des outils avec arrosage par l'intérieur, de préférence l'arrosage de précision. Pour en savoir plus sur l'arrosage
• Utiliser de petits angles d'attaque pour éviter l'usure en entaille et la formation de bavures

Pour en savoir plus sur les aciers inoxydables

Tournage des fontes

Il existe 5 principaux types de fontes :

• Fontes grises (GCI)
• Fontes nodulaires (NCI)
• Fontes malléables (MCI)
• Fontes vermiculaires (CGI)
• Fontes bainitiques (ADI)

Les fontes sont composées de Fe et de C avec un pourcentage de Si de 1-3 % et un pourcentage de C supérieur à 2%. Ce sont des matières à copeaux courts avec bon contrôle des copeaux dans la plupart des conditions.

Pour la majorité des fontes, il est recommandé d'utiliser nos nuances et géométries pour les fontes. Pour les fontes grises à grande vitesse de coupe, il est recommandé d'utiliser des nuances céramique ou CBN.

Pour en savoir plus sur les fontes

Tournage des superalliages réfractaires

Les superalliages réfractaires sont des alliages qui ont une excellente résistance mécanique et une excellente résistance au fluage (tendance à se déformer lentement sous la contrainte) à des températures élevées. Ils offrent aussi une bonne résistance à la corrosion et à l'oxydation. Les superalliages réfractaires se divisent en quatre groupes :

• Base nickel (par ex. l'Inconel)
• Base fer
• Base cobalt
• Alliages de titane (le titane peut être pur ou avoir une structure alpha ou bêta)

L'usinabilité des superalliages réfractaires et du titane est mauvaise, surtout à l'état vieilli. Les outils doivent être capables de répondre à des exigences particulières. Il est important d'utiliser des arêtes vives qui permettent d'éviter ce que l'on appelle les couches blanches qui ont une dureté différente et des contraintes résiduelles.

Superalliages réfractaires : On utilise couramment des nuances PVD et céramique pour le tournage des superalliages réfractaires. Il est recommandé d'utiliser des géométries optimisées pour les superalliages réfractaires.

Alliages de titane : On utilise surtout des nuances non revêtues ou PVD. Il est recommandé d'utiliser des géométries optimisées pour les superalliages réfractaires.

L'usure en entaille est commune, tant dans le titane que dans les superalliages réfractaires. Pour des performances optimales, veiller à respecter les conseils suivants :

• Utiliser un angle d'attaque de moins de 45°.
• Choisir le diamètre de plaquette/le rayon de bec en fonction de la profondeur de coupe.
• Pour le ramping ou les passes multiples, la profondeur de coupe ne doit pas être inférieure à 0.25 mm (0.0098 pouce).
• L'arrosage est obligatoire pour le tournage des superalliages réfractaires et alliages de titane, tant avec des plaquettes céramique que carbure. Le débit d'arrosage doit être important et le jet dirigé avec précision. Pour en savoir plus sur l'arrosage
• Avec les nuances céramique, il est recommandé d'usiner des chanfreins au préalable pour réduire les risques de bavures à l'entrée en coupe ou en sortie de coupe et pour obtenir des performances optimales.

Guide technique superalliages réfractaires

Pour en savoir plus sur le titane et les superalliages réfractaires

Tournage des métaux non ferreux (aluminium)

Ce groupe contient des matières non ferreuses douces comme 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, des traitements thermiques et du procédé de fabrication (forgé, coulé, etc.).

Tournage des alliages d'aluminium

Classification des matières : N1.2

Toujours utiliser des plaquettes avec une forme de base positive et des arêtes vives. Les nuances non revêtues et PCD sont le premier choix.

Pour les alliages d'aluminium avec teneur en Si supérieure à 13 %, utiliser une nuance PCD car le carbure cémenté a une durée de vie très courte dans ces matières.

Pour l'usinage de l'aluminium, l'arrosage sert surtout pour l'évacuation des copeaux.

Pour en savoir plus sur les matières non ferreuses

Tournage des aciers trempés

Le tournage des aciers d'une dureté de 55–65 HRC s'appelle le tournage dur ; c'est une alternative rentable à la rectification. Le tournage dur est flexible, rapide et donne une bonne qualité de pièces.

Les nuances CBN (nitrure de bore cubique) sont le meilleur matériau de coupe pour le tournage dur d'aciers de cémentation et d'aciers trempés par induction. Pour les aciers d'une dureté inférieure à environ 55 HRC, utiliser des plaquettes céramique ou carbure cémenté.

Utiliser des nuances CBN optimisées pour le tournage dur.

• Bonne stabilité de la machine et du bridage.
• Profondeurs de coupe aussi petites que possible pour avoir un faible angle d'attaque ; préparation d'arête correcte pour avoir une plus longue durée de vie.
• Arêtes wiper pour de meilleurs états de surface.

Indications sur les applications de tournage dur

Pour en savoir plus sur les aciers trempés