Dans le domaine de la découpe des métaux, il existe différents matériaux de pièce. Différents matériaux ont des caractéristiques différentes de formation de coupe et d'enlèvement. Comment maîtriser les caractéristiques des différents matériaux ? Les matériaux métalliques conformes à la norme ISO sont divisés en 6 groupes de types différents, chaque type possède des caractéristiques uniques en termes d'usinabilité, et 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 H
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↑↑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 la découpe des métaux.
- L'acier peut être de l'acier non trempé ou de l'acier trempé et revenu (dureté jusqu'à 400HB).
- L'acier est un alliage dont l'élément fer (Fe) est le composant principal. Il est fabriqué selon un processus de fusion.
- La teneur en carbone de l'acier non allié est inférieure à 0,8 %, 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.
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Domaines d'application : Dans le domaine de l'usinage des métaux, le groupe P est le plus grand groupe de matériaux, car il couvre plusieurs domaines industriels différents.
Les matériaux sont généralement des matériaux à copeaux longs qui forment des copeaux continus et relativement uniformes. La forme spécifique des copeaux dépend généralement de la teneur en carbone.
– Faible teneur en carbone=matériau résistant et collant.
– Matériau fragile à haute teneur en carbone =.
Caractéristiques de traitement :
- Matériaux à copeaux longs.
- Le contrôle des puces est relativement simple et fluide.
- L'acier doux est collant et nécessite un tranchant tranchant.
- 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 limitée.
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02-M en acier inoxydable
Qu'est-ce que l'acier inoxydable ?
- L'acier inoxydable est un alliage contenant au moins 11 % à 12 % de chrome.
- La teneur en carbone est généralement très faible (jusqu'à 0,01 % maximum).
- Les principaux alliages sont Ni (nickel), Mo (molybdène) et Ti (titane).
- Forme une couche dense de Cr2O3 sur la surface de l'acier, le rendant résistant à la corrosion.
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Domaines d'application : Dans le groupe M, la plupart des applications appartiennent au secteur du pétrole et du gaz, des raccords de tuyauterie, des brides, des industries de transformation et de l'industrie pharmaceutique.
Forme des copeaux : Le matériau forme des copeaux irréguliers et feuilletés qui permettent des forces de coupe plus élevées que l'acier ordinaire. Il existe de nombreux types d'acier inoxydable. Les performances de bris de copeaux (de facile à presque impossible) varient en fonction des propriétés de l'alliage et du traitement thermique.
Caractéristiques de traitement :
- Matériaux à copeaux longs.
- Le contrôle des copeaux est relativement fluide dans la ferrite et plus difficile dans l'austénite et le duplex.
- Force de coupe unitaire : 1800~2850 N/mm²
- Forces de coupe élevées, arêtes rapportées, chaleur et écrouissage lors de l'usinage.
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03-Fonte K
Qu'est-ce que la fonte ?
- Il existe 3 grands types de fonte : la fonte grise (GCI), la fonte ductile (NCI) et la fonte à graphite compacté (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.
- Cr (chrome), Mo (molybdène) et V (vanadium) sont ajoutés pour former des carbures, qui augmentent la résistance et la dureté mais réduisent l'usinabilité.
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Domaines d'application : Le groupe K est principalement utilisé dans les industries de pièces automobiles, de fabrication de machines et de fabrication du fer.
Forme des copeaux : Les matériaux varient en forme de copeaux, des copeaux presque poudreux aux copeaux longs. La puissance requise pour traiter ce groupe de matériaux est généralement faible.
*Remarque : Il existe une grande différence entre la fonte grise (généralement les copeaux sont presque pulvérulents) et la fonte ductile, la casse des copeaux de cette dernière est souvent similaire à celle de l'acier.
Caractéristiques de traitement :
- Matériaux à copeaux courts.
- Bon contrôle des copeaux dans toutes les conditions de fonctionnement.
- Force de coupe unitaire : 790~1350 N/mm²
- L'usinage à des vitesses plus élevées produit une usure abrasive.
- Force de coupe moyenne.
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04-N métaux non ferreux
Que sont les matériaux métalliques non ferreux ?
- Cette catégorie comprend les métaux non ferreux, les métaux mous d'une dureté inférieure à 130 HB.
- Les alliages de métaux non ferreux (Al) contenant près de 22 % de silicium (Si) en constituent la majeure partie.
- Cuivre, bronze, laiton.
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Domaines d'application : La construction aéronautique et les fabricants de roues automobiles en alliage d'aluminium occupent une position majeure dans le groupe N.
Bien que la puissance requise par pouce cube soit faible, pour obtenir des taux d’enlèvement de métal élevés, il est néanmoins nécessaire de calculer la puissance maximale requise.
Caractéristiques de traitement :
- Matériaux à copeaux longs.
- Dans le cas des alliages, le contrôle des copeaux est relativement simple.
- Les métaux non ferreux (Al) sont collants et nécessitent l'utilisation d'arêtes coupantes.
- Force de coupe unitaire : 350~700 N/mm²
- La force de coupe et la puissance requises pour traiter les matériaux ISO N se situent dans une plage limitée.
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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 fortement alliés à base de fer, 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.
Propriétés : Une teneur plus élevée en alliage (cobalt que nickel) assure une meilleure résistance à la chaleur, une résistance à la traction plus élevée et une résistance à la corrosion plus élevée.
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Domaines d'application : 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 plage est large, mais des forces de coupe élevées sont généralement présentes.
Caractéristiques de traitement :
- Matériaux à copeaux longs.
- Difficulté de contrôle des copeaux (copeaux irréguliers).
- Un angle de coupe négatif est requis pour la céramique et un angle de coupe positif est requis pour le carbure.
- Force de coupe unitaire :
Pour les alliages résistants à la chaleur : 2400~3100 N/mm²
Pour alliage de titane : 1300~1400 N/mm²
- Nécessite des forces et une puissance de coupe élevées.
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06-H en acier trempé
Qu'est-ce que l'acier trempé ?
- Du point de vue de l'usinage, les aciers trempés constituent le plus petit groupe.
- This group includes quenched and tempered steels with hardness >45~65 HRC.
- Généralement, la plage de dureté des pièces dures tournées est généralement comprise entre 55 et 68 HRC.
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Domaines d'application : Les aciers trempés du groupe H sont utilisés dans diverses industries, telles que l'industrie automobile et ses sous-traitants, ainsi que la construction de machines et le secteur des moules.
Forme des copeaux : généralement des copeaux continus et chauffés au rouge. Cette température élevée contribue à réduire les valeurs kc1, ce qui est important pour aider à résoudre les défis des applications.
Caractéristiques de traitement :
- Matériaux à copeaux longs.
- Contrôle des copeaux relativement bon.
- Nécessite un angle de coupe négatif.
- Force de coupe unitaire : 2550~4870 N/mm²
- Nécessite des forces et une puissance de coupe élevées.
