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 aux normes ISO sont divisés en 6 types de groupes différents. Chaque type possède des caractéristiques uniques en termes d’usinabilité. Cet article les résumera séparément.
Les matériaux métalliques sont divisés en 6 grandes catégories : (1) P-Acier (2) M-Acier inoxydable (3) K-Fonte (4) N-Métaux non ferreux (5) S-Alliages résistants à la chaleur (6) H- Acier trempé
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 ou de l'acier trempé et revenu (dureté jusqu'à 400HB). - L'acier est un alliage dont le fer (Fe) est le composant principal. Il est fabriqué selon un processus de fusion. - L'acier non allié a une teneur en carbone inférieure à 0,8 %, uniquement du Fe et aucun autre élément d'alliage. - L'acier allié a une teneur en carbone inférieure à 1,7 % et des éléments d'alliage tels que Ni, Cr, Mo, V, W, etc. sont ajoutés.
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 secteurs 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 d'usinage : - Matériau 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 : 1 500 ~ 3 100 N/mm² - La force de coupe et la puissance requises pour traiter les matériaux ISO P se situent dans une plage limitée.
02-M Acier inoxydable
Qu'est-ce que l'acier inoxydable ? - L'acier inoxydable est un alliage contenant un minimum de 11 à 12 % de chrome. - La teneur en carbone est généralement très faible (jusqu'à un maximum de 0,01 %). - L'alliage est principalement constitué de Ni (nickel), Mo (molybdène) et Ti (titane). - Une couche dense de Cr2O3 se forme à la surface de l'acier, le rendant résistant à la corrosion.
Applications : Dans le groupe M, la plupart des applications concernent le pétrole et le gaz, les raccords de tuyauterie, les brides, l'industrie de transformation et l'industrie pharmaceutique.
Forme des copeaux : Le matériau forme des copeaux irréguliers, qui ont des forces de coupe plus élevées que les aciers ordinaires. Il existe de nombreux types d'acier inoxydable. Les performances de bris de copeaux (de copeaux faciles à presque impossibles à briser) varient en fonction des caractéristiques de l'alliage et du traitement thermique.
Caractéristiques d'usinage : - Matériau à copeaux longs. - Le contrôle des copeaux est relativement fluide en ferrite, plus difficile en austénite et duplex. - Force de coupe spécifique : 1800~2850 N/mm² - Des forces de coupe élevées, des arêtes accumulées, de la chaleur et un écrouissage sont générés pendant l'usinage.
03-Fonte K
Qu'est-ce que la fonte ? - Il existe 3 principaux 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 avec une teneur en silicium relativement élevée (1%~3%). - La teneur en carbone est supérieure à 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.
Domaines d'application : le groupe K est principalement utilisé dans les pièces automobiles, la fabrication de machines et la fabrication du fer.
Forme des copeaux : La forme des copeaux du matériau varie, des copeaux presque poudreux aux copeaux longs. La puissance nécessaire pour traiter ce groupe de matériaux est généralement moindre. *Remarque : Il existe une grande différence entre la fonte grise (généralement les copeaux sont presque pulvérulents) et la fonte ductile, la rupture des copeaux de cette dernière est souvent plus similaire à celle de l'acier.
Caractéristiques d'usinage : - Matériau à copeaux courts. - Bon contrôle des copeaux dans toutes les conditions de travail. - Force de coupe unitaire : 790~1350 N/mm² - L'usure abrasive se produit lors de l'usinage à des vitesses plus élevées. - Force de coupe moyenne.
04-N Métaux non ferreux
Que sont les matériaux non ferreux ? - Cette catégorie comprend les métaux non ferreux, les métaux mous d'une dureté inférieure à 130 HB. - Les alliages non ferreux (Al) contenant près de 22 % de silicium (Si) en constituent la plus grande partie. - Cuivre, bronze, laiton.
Domaines d'application : La fabrication d'avions et les fabricants de roues automobiles en alliage d'aluminium dominent le groupe N.
Bien que la puissance requise par pouce cube soit faible, la puissance maximale requise doit néanmoins être calculée pour obtenir un taux d'enlèvement de métal élevé.
Caractéristiques d'usinage : - Matériau à copeaux longs. - Dans le cas des alliages, le contrôle des copeaux est relativement simple. - Les métaux non ferreux (Al) sont collants et nécessitent un tranchant tranchant. - 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.
05-Alliages S résistants à la chaleur
Que sont les alliages résistants à la chaleur ? - Les alliages résistants à la chaleur (HRSA) comprennent de nombreux matériaux hautement 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, fonderie. Caractéristiques : 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
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. - Contrôle des copeaux difficile (copeaux dentés). - Des angles de coupe négatifs sont requis pour les céramiques et des angles de coupe positifs pour les carbures. - Force de coupe unitaire : Pour les alliages résistants à la chaleur : 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 Aciers trempés
What are hardened steels? - Hardened steels are the smallest group from a machining point of view. - This group contains quenched and tempered steels with a hardness >45~65 HRC. - Généralement, la dureté des pièces dures tournées est comprise entre 55 et 68 HRC.
Applications : Les aciers trempés du groupe H sont utilisés dans diverses industries, telles que l'industrie automobile et ses sous-traitants, ainsi que dans l'industrie de la construction mécanique et dans le secteur des moules.
Forme des copeaux : généralement des copeaux continus et chauffés au rouge. Cette température élevée contribue à réduire la valeur kc1 et est importante pour aider à résoudre les problèmes d'application.
Caractéristiques d'usinage : - Matériaux à copeaux longs. - Contrôle des copeaux relativement bon. - Un angle de coupe négatif est requis. - Force de coupe unitaire : 2550~4870 N/mm² - La force de coupe et la puissance requises sont très élevées.
