7 principaux types de matériaux de coupe des métaux

Les outils suivants sont énumérés dans l’ordre dans lequel ils ont été inventés: 1. Acier au carbone 2. Acier à haute vitesse (HSS) 3. Carbures cémentés 4. Stellite 5. Céramique 6. Nitrure de bore cubique (CBN) 7. Diamant.

Type # 1. Acier au carbone:

L'acier à moyenne ou forte teneur en carbone contient 1 - 1, 5% de carbone est utilisé comme outil dans les travaux d'usinage en général depuis 1870. Certains additifs (le cromium et le tungstène) sont nécessaires pour améliorer la résistance à l'usure. L'acier commence à perdre sa dureté à environ 250 ° C. Il n'est pas privilégié pour les opérations d'usinage modernes où des vitesses de coupe élevées et des coupes lourdes sont habituellement utilisées.

Propriétés:

je. Ne convient que si la température est inférieure à 250 ° C.

ii. Dureté à chaud faible.

iii. Utilisé à basse vitesse de coupe.

Type n ° 2. Acier rapide (HSS):

HSS est un acier allié spécial. Il contient des éléments d'alliage tels que le tungstène, le molybdène, le vanadium, le cromium, etc.

Il existe trois types généraux de RSS, indiqués dans le tableau suivant. 9.13:

Les éléments d'alliage augmentent sa résistance, sa ténacité, sa résistance à l'usure et sa capacité de coupe. HSS conserve sa dureté à environ 600 ° C. Il est couramment utilisé pour les perceuses, les alésoirs, les broches, les fraises, les tarauds, les outils de coupe, les tables de cuisson, etc.

Propriétés:

je. Dureté à chaud jusqu'à 600 ° C.

ii. Possibilité de couper à grande vitesse.

iii. Bonne résistance à l'usure.

iv. Bonne ténacité, haute résistance aux fractures.

v. Convient aux outils à angles de coupe positifs élevés.

vi. Convient aux machines-outils peu rigides soumises aux vibrations et aux vibrations.

Type # 3. Carbures Cimentés:

Matériau extrêmement dur fabriqué à partir de poudre de carbure de tungstène. Les carbures cémentés sont préparés à partir d'un mélange de tungstène, de titane, de tentalum et de carbone par un procédé de métallurgie des poudres. Les outils au carbure sont généralement utilisés sous forme d'embouts brasés ou serrés.

Les carbures cémentés peuvent être subdivisés en trois groupes:

(a) Carbure de tungstène droit (dans une matrice de cobalt).

b) Carbures cémentés au titane et au tungstène

c) Carbures cémentés au titane, au tantale et au tungstène

Des vitesses de coupe élevées peuvent être utilisées et les matériaux difficiles à découper avec HSS peuvent être facilement usinés à l'aide d'outils à pointe au carbure.

Propriétés:

je. Dureté à chaud jusqu'à 1000 ° C.

ii. Haute résistance à l'usure et à la chaleur.

iii. Haute conductivité thermique.

iv. Résistance élevée à la compression (500 kg / mm ², 30 à 50% supérieure au HSS).

v. Taux d'enlèvement de matière plus rapide.

vi. Vitesse de coupe élevée (50 à 350 m / min).

vii. Faible chaleur spécifique.

viii. Faible dilatation thermique.

ix. Très faible résistance aux chocs.

X. Très expansion.

A prouvé son efficacité dans l'usinage de la fonte et des métaux non ferreux à une vitesse beaucoup plus élevée que celle du HSS. Cependant, ils sont moins efficaces pour couper l’acier.

Type # 4. Stellite:

La stellite est un alliage non ferreux composé de cobalt, de tungstène et de chrome. Il a une bonne résistance aux chocs. Sa dureté à chaud varie de 700 à 850 ° C. Ils sont utilisés pour l’usinage de matériaux comme le bronze et la fonte malléable, etc.

Type # 5. Céramique:

Les céramiques sont aussi appelées oxydes cémentés. Le constituant principal de la céramique est l'oxyde d'aluminium. Une certaine quantité d'oxyde de magnésium ou d'oxyde de titane ainsi que du liant est également ajoutée. Les outils en céramique sont capables de supporter des températures élevées sans perdre leur dureté jusqu'à 1500 ° C. Ils ont une bonne résistance à l'usure, mais sont plus fragiles. Les outils en céramique sont disponibles sous la forme de pointes d’outils brasées sur la tige en acier au carbone moyen.

Propriétés:

je. Très haute dureté à chaud jusqu'à 1500 ° C.

ii. Très haute résistance à la compression.

iii. C'est assez fragile.

iv. Faible conductivité thermique, de manière générale, aucun liquide de refroidissement n'est requis.

v. Frottement à faible coefficient entre la puce, le travail et la surface de l'outil.

vi. Peut être utilisé à des vitesses de coupe supérieures (2 à 3 fois supérieures aux autres outils de coupe).

vii. Les outils en céramique reçoivent un râteau négatif de 5 à 7 degrés pour renforcer le tranchant.

Type n ° 6. Nitrure de bore cubique (CBN):

Le CBN est le matériau le plus dur connu actuellement après le diamant. Le CBN est introduit en 1962. Le CBN est obtenu en liant une couche de nitrure de bore cubique poly cristallin de 0, 5 à 1 mm à une substance de carbure par frittage sous pression. Le carbure offre une résistance aux chocs, tandis que la couche de CBN offre une résistance à l'usure et une résistance des arêtes de coupe très élevées, Fig. 9.37.

Type # 7. Diamant:

Le diamant est le matériau le plus dur connu. Il est fragile et offre une faible résistance aux chocs, mais est très résistant à l'usure. Ils sont utilisés sous forme de bits insérés ou maintenus sur une tige en acier conçue de manière appropriée. En raison de leur coût très élevé, leur utilisation en tant qu'outil de coupe est limitée.

Les diamants sont divisés en quatre catégories:

Charbon, ballar, boarts et pierres ornementales. Les outils de coupe sont fabriqués à partir des boarts uniquement. Les boarts sont des monocristaux, moins clairs et sans défauts, très durs.

Propriétés:

je. Dureté élevée à chaud jusqu'à 800 ° C.

ii. Très dur, très fragile.

iii. Faible coefficient de frottement.

iv. Coefficient de dilatation thermique plus faible (12% de celui de l'acier).

v. Mauvais conducteur électrique.

Les tableaux 9.14 et 9.15 suivants donnent un aperçu des caractéristiques du matériau de l’outil: