Comment différents matériaux métalliques se coupent-ils différemment ?

Dans la découpe des métaux, il existe différents matériaux de pièce à usiner, et les caractéristiques de formation et d'enlèvement de coupe des différents matériaux sont différentes. Comment appréhender les caractéristiques des différents matériaux ? Les matériaux métalliques conformes aux normes ISO sont divisés en 6 types différents, chacun présentant des caractéristiques uniques en termes d'usinabilité. Cet article les résumera séparément.
Les matériaux métalliques sont répartis en 6 catégories :
(1) Acier P
(2) M-acier inoxydable
(3) fonte K
(4) Métaux N-non ferreux
(5) Alliage S-résistant à la chaleur
(6) Acier trempé en H

Caractéristiques de coupe de différents matériaux
01-Acier P
Qu'est-ce que l'acier ?
-L'acier est le plus grand groupe de matériaux dans le domaine de la découpe des métaux.
-L'acier peut être de l'acier non trempé et revenu ou de l'acier trempé et revenu (avec une dureté allant jusqu'à 400HB).
-L'acier est un alliage principalement composé de fer (Fe). Il est fabriqué par un processus de fusion.
-La teneur en carbone de l'acier non allié est inférieure à 0,8 %, avec uniquement du Fe et aucun autre élément d'alliage.
-La teneur en carbone de l'acier allié est inférieure à 1,7% et des éléments d'alliage tels que Ni, Cr, Mo, V, W, etc. sont ajoutés.

Dans le domaine de la découpe des métaux, le groupe P est le plus grand groupe de matériaux car il couvre plusieurs domaines industriels différents.
Le matériau est généralement un matériau à copeaux longs qui peut former des copeaux continus et relativement uniformes. La forme spécifique des copeaux dépend généralement de la teneur en carbone.
- Faible teneur en carbone=matériau visqueux résistant.
- Matériau fragile à haute teneur en carbone.=.
Caractéristiques de traitement :
-Matériau à puce longue.
-Le contrôle des puces est relativement simple et stable.
-L'acier à faible teneur en carbone a une viscosité et nécessite des arêtes de coupe tranchantes.
-Force de coupe unitaire kc : 1500-3100 N/mm2
-La force de coupe et la puissance nécessaires au traitement des matériaux ISO P se situent dans une plage de valeurs limitée.

 

02-M en acier inoxydable
Qu'est-ce que l'acier inoxydable ?
-L'acier inoxydable est un matériau d'alliage contenant un minimum de 11-12 % de chrome.
-La teneur en carbone est généralement très faible (aussi faible qu'un maximum de 0,01 %).
-Les principaux alliages sont Ni (nickel), Mo (molybdène) et Ti (titane).
-Former une couche dense de Cr2O3 sur la surface de l'acier pour le rendre résistant à la corrosion.

Dans le groupe M, la plupart des applications appartiennent au secteur pétrolier et gazier, aux raccords de tuyauterie, aux brides, à l'industrie de transformation et à l'industrie pharmaceutique.
Le matériau forme des copeaux irréguliers en forme de flocons, qui ont une force de coupe plus élevée que l'acier ordinaire. Il existe de nombreux types d'acier inoxydable. Les performances de bris des copeaux (de facile à presque impossible à briser) varient en fonction des caractéristiques de l'alliage et du traitement thermique.
Caractéristiques de traitement :
-Matériau à puce longue.
-Le contrôle des copeaux est relativement fluide en ferrite, mais difficile en austénite et duplex.
-Force de coupe unitaire : 1800-2850 N/mm2
-Une force de coupe élevée, une accumulation de copeaux, de la chaleur et un écrouissage sont générés pendant l'usinage.

 

03-Fonte K
Qu'est-ce que la fonte ?
-Il existe trois principaux types de fonte : la fonte grise (GCI), la fonte nodulaire (NCI) et la fonte nodulaire (CGI).
-La fonte est principalement composée de Fe-C et possède une teneur en silicium relativement élevée (1-3%).
-La teneur en carbone dépasse 2%, ce qui correspond à la solubilité maximale du C dans la phase austénitique.
-L'ajout de Cr (chrome), Mo (molybdène) et V (vanadium) forme des carbures qui augmentent la résistance et la dureté, mais réduisent l'usinabilité.

Le groupe K est principalement utilisé dans les industries des composants automobiles, de la fabrication de machines et de la sidérurgie.
La formation de copeaux dans les matériaux varie, allant des copeaux approximativement pulvérulents aux copeaux longs. La puissance requise pour traiter ce groupe de matériaux est généralement faible.
Notez qu'il existe une différence significative entre la fonte grise (généralement avec des copeaux ressemblant à de la poudre) et la fonte ductile, cette dernière ayant souvent des copeaux similaires à l'acier.
Caractéristiques de traitement :
-Matériau à puce courte.
-Bon contrôle des copeaux dans toutes les conditions de fonctionnement.
-Force de coupe unitaire : 790-1350 N/mm2
-Le traitement à une vitesse plus élevée entraînera une usure abrasive.
-Force de coupe moyenne.

 

04-N Métaux non ferreux
Qu'est-ce qu'un matériau métallique non ferreux ?
-Cette catégorie comprend les métaux non ferreux et les métaux mous d'une dureté inférieure à 130 HB.
-La plus grande partie est composée d'alliages de métaux non ferreux (Al) contenant près de 22% de silicium (Si).
-Cuivre, bronze, laiton.

L’industrie aéronautique et les fabricants de roues automobiles en alliage d’aluminium dominent le groupe N.
Bien que la puissance requise par mm3 (pouce cube) soit faible, pour obtenir des taux d'enlèvement de métal élevés, il est toujours nécessaire de calculer la puissance maximale requise.
Caractéristiques de traitement :
-Matériau à puce longue.
-S'il s'agit d'un alliage, le contrôle des copeaux est relativement aisé.
-Les métaux non ferreux (Al) ont une viscosité et nécessitent l'utilisation d'arêtes tranchantes.
-Force de coupe unitaire : 350-700 N/mm2
-La force de coupe et la puissance nécessaires au traitement des matériaux ISO N se situent dans une plage de valeurs limitée.

 

05-Alliage S résistant à la chaleur
Qu'est-ce qu'un alliage résistant à la chaleur ?
-Les alliages résistants à la chaleur (HRSA) comprennent de nombreux matériaux à base de fer fortement allié, de nickel, de cobalt ou de titane.
Groupe : à base de fer, à base de nickel, à base de cobalt
Conditions de travail : recuit, mise en solution, traitement de vieillissement, laminage, forgeage, coulée.
Caractéristiques:
-Une teneur plus élevée en alliage (cobalt supérieur au nickel) assure une meilleure résistance à la chaleur, une résistance à la traction plus élevée et une résistance à la corrosion plus élevée.

Les matériaux du groupe S, difficiles à traiter, sont principalement utilisés dans les industries de l'aérospatiale, des turbines à gaz et des générateurs.
La gamme est large, mais la force de coupe est généralement élevée.
Caractéristiques de traitement :
-Matériau à puce longue.
-Difficulté au contrôle des copeaux (copeaux dentés).
-Pour les céramiques, un angle d'attaque négatif est requis, tandis que pour les alliages durs, un angle d'attaque positif est requis.
-Force de coupe unitaire :
Pour les alliages réfractaires : 2400-3100 N/mm2
Pour les alliages de titane : 1300-1400 N/mm2
-La force et la puissance de coupe requises sont très élevées.

 

06-H Acier trempé
Qu'est-ce que l'acier trempé ?
-Du point de vue de la transformation, l'acier trempé constitue le plus petit groupe.
-This group includes quenched and tempered steel with a hardness>45-65 HRC.
-Habituellement, la plage de dureté des pièces dures tournées est comprise entre 55-68 HRC.

L'acier trempé du groupe H est utilisé dans diverses industries, telles que l'industrie automobile et ses sous-traitants, ainsi que la fabrication de machines et le secteur des moules.
Copeaux généralement continus et chauds au rouge. Cette température élevée contribue à réduire la valeur kc1, ce qui est important pour résoudre les problèmes d'application.
Caractéristiques de traitement :
-Matériau à puce longue.
-Contrôle des copeaux relativement bon.
-Coin avant négatif requis.
-Force de coupe unitaire : 2550-4870 N/mm2
-La force et la puissance de coupe requises sont très élevées.