Metaltech (FR) 2023 01

Maîtriser les processus : Usinage dur
Des temps d'usinage plus courts, des qualités de surface élevées et la possibilité d'économiser des opérations de rectification. Ce ne sont
là que trois des avantages que l'usinage dur avec une arête de coupe géométriquement déterminée peut apporter à l'utilisateur. Grâce
à son savoir-faire en matière de technologie d'outils, Paul Horn GmbH propose de nombreuses solutions d'outils permettant d'usiner de
manière économique des matériaux en acier dont la dureté est supérieure à 56 HRC. Le matériau de coupe CBN a fait ses preuves pour
les opérations de tournage de gorges. Pour le fraisage, on utilise non seulement des substrats CBN, mais aussi des fraises en carbure
monobloc avec des revêtements spéciaux de haute performance.
Texte Paul Horn GmbH Photos: HORN/Sauermann
Le CBN (nitrure de bore cubique) est, après le diamant, le deuxième matériau
le plus dur connu sur terre. Utilisés de manière appropriée, les outils
en CBN s'usent beaucoup plus progressivement que les autres matériaux
de coupe. D'une part, cela permet d'obtenir une plus grande précision
de forme et de dimension; d'autre part, les matériaux durs (acier jusqu'à
70 HRC) peuvent être usinés en toute sécurité. Il n'existe pas de nuances
CBN différentes. La différenciation se fait par le pourcentage volumique
de CBN, les charges, la taille des grains ainsi que la phase de liaison céramique/métallique
(cobalt/nickel). Il en résulte différents substrats CBN. De
nombreux systèmes d'outils Horn peuvent être équipés du matériau de
coupe CBN. La plupart du temps, il s'agit d'outils spéciaux spécialement
adaptés à une application donnée. Mais Horn propose également des
outils standard équipés de CBN.
L'usinage dur avec des matériaux de coupe CBN se fait généralement
à sec. Cela est possible car le CBN présente une résistance élevée à la
chaleur et la température élevée dans la zone de formation des copeaux
a un effet positif. Une alimentation insuffisante en liquide d'arrosage
ou des interruptions de coupe entraînent des tensions élevées, induites
thermiquement, dans la structure de la plaquette. Cela peut entraîner des
fissures dans la structure et donc, dans certaines circonstances, détruire
la plaquette amovible. Lors de l'usinage dur, la zone de cisaillement du
copeau est ainsi fortement exposée à la chaleur, ce qui a pour effet de
ramollir la matière. La chaleur générée dans la zone de cisaillement est en
grande partie évacuée par le copeau et n'est pas transmise à la pièce. Il
n'y a donc pas d'influence thermique sur la zone périphérique pendant
l'usinage. Alors que le carbure subit une perte de dureté massive dès 800
En fraisage dur, les fraises en carbure monobloc dotées d'un revêtement spécial
présentent des performances de fraisage élevées.
degrés Celsius environ, la dureté du CBN reste pratiquement inchangée
jusqu'à 1200 degrés Celsius. Un autre aspect important est la résistance
chimique et notamment aux températures dominantes.
De nombreux avantages
L'usinage dur avec une arête de coupe géométriquement déterminée
en combinaison avec le matériau de coupe CBN présente de nombreux
avantages par rapport à la technique de rectification. Ce processus
permet d'obtenir des volumes d'enlèvement de matière élevés, ce qui se
traduit par un temps d'usinage plus court. Les machines conventionnelles
conviennent à l'utilisation de ce procédé. Il est ainsi possible de réaliser
un usinage complet de la pièce. Même les contours complexes peuvent
être réalisés facilement sur un tour. En revanche, avec la technique de
rectification, les meules doivent être profilées de manière complexe.
Les qualités de surface élevées pouvant être obtenues en tournage dur
permettent en outre d'économiser d'autres opérations de rectification.
Pour le fraisage d'aciers trempés avec des fraises en carbure monobloc,
Horn a développé une gamme de fraises spéciales pour le système de
fraisage DS. Une géométrie spéciale assure des performances de fraisage
élevées dans des plages comprises entre 50 et 70 HRC. En combinaison
avec le revêtement spécial TS3E, les outils offrent une longue durée de vie
grâce à la résistance à la température d'utilisation élevée. HORN a acquis
un grand savoir-faire dans le revêtement d'outils de précision. Les ingénieurs
de Horn recherchent et développent en permanence des couches
nouvelles et existantes. Toujours dans le but de rendre les revêtements
d'outils encore plus performants. En effet, une épaisseur de couche de
seulement quelques µm peut augmenter la durée de vie des outils en
carbure monobloc jusqu'à 1000 pour cent ou plus. ■
Pour le tournage dur et les gorges, Horn mise sur le matériau de coupe CBN.
PAUL HORN – Numéro de stand 150
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