Les fraises en bout carbure revêtu améliorent l'efficacité de l'usinage

Qu'est-ce qui permet à une petite fraise en bout en carbure de réaliser à la fois un usinage de précision et une coupe intensive dans le monde de la métallurgie ? La réponse réside souvent dans les détails microscopiques, en particulier le fin "revêtement" protecteur qui recouvre la surface de l'outil.

En tant qu'outils indispensables dans la fabrication moderne, les fraises en bout en carbure ont un impact direct sur l'efficacité de l'usinage, la précision et la qualité de la surface. La compréhension de leurs mécanismes d'usure et des technologies de revêtement avancées fournit aux fabricants des informations cruciales pour prolonger la durée de vie des outils et améliorer la productivité.

L'usure des fraises en bout en carbure est un processus complexe influencé par de multiples facteurs, la chaleur et le frottement étant les principaux contributeurs :

• Températures élevées : Le frottement entre l'outil et la pièce génère une chaleur intense. Sans une dissipation appropriée, cette chaleur ramollit le matériau de l'outil, accélérant l'usure.
• Forces de frottement : Le contact direct entre l'outil et la pièce provoque une perte progressive de matière, modifiant la géométrie de l'outil et ses performances de coupe.
• Impact des copeaux : Les copeaux métalliques à grande vitesse qui frappent la surface de l'outil créent une usure par érosion, en particulier lors de l'usinage de matériaux durs.
• Corrosion chimique : Les matériaux réactifs de la pièce ou les fluides de coupe peuvent dégrader chimiquement les surfaces des outils, réduisant ainsi leur résistance et leur résistance à l'usure.

Les technologies de revêtement modernes appliquent des films minces spécialisés pour améliorer considérablement les performances des outils grâce à :

• Une dureté de surface accrue (durée de vie des outils 3 à 5 fois plus longue)
• Une lubrification améliorée (vitesses de coupe 20 à 70 % plus élevées)
• Une meilleure évacuation des copeaux
• Une protection thermique
• Des finitions de surface supérieures (amélioration de la précision de 0,5 à 1 grade)
• Une réduction de 20 à 50 % des coûts d'outillage

L'industrie a progressé à travers deux phases de revêtement majeures :

Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) : Processus à haute température précoce produisant des revêtements extrêmement durs mais fragiles comme TiC, TiN et Al₂O₃.

Dépôt physique en phase vapeur (PVD) : Alternative moderne à basse température créant des revêtements plus résistants et plus adhérents, notamment TiCN, TiAlN et AlCrN, désormais la norme de l'industrie pour la plupart des applications.

Des performances optimales des fraises en bout nécessitent une coordination minutieuse de trois éléments :

Composition du carbure : Les qualités supérieures utilisent des grains de carbure de tungstène submicroniques avec des liants au cobalt, équilibrant la dureté et la ténacité.

Conception géométrique : Les angles d'hélice variables, les nombres de cannelures spécialisés et les angles de dépouille personnalisés fonctionnent avec les revêtements pour minimiser les vibrations et maximiser l'enlèvement de matière.

Sélection du revêtement : Différents revêtements excellent dans des applications spécifiques :

• TiN : Usage général pour les aciers et les fontes
• TiCN : Supérieur pour les matériaux abrasifs comme l'acier inoxydable
• TiAlN/AlTiN : Alliages à haute température et usinage à sec

Les principaux critères de sélection incluent :

• Caractéristiques du matériau de la pièce
• Finition de surface et tolérances requises
• Paramètres de coupe (vitesse, profondeur, vitesse d'avance)
• Méthode d'application du liquide de refroidissement
• Géométries spécialisées pour l'ébauche, la finition ou le profilage

Bien que les outils en carbure coûtent plus cher au départ que les alternatives en acier rapide, leur durée de vie prolongée et leurs performances supérieures permettent généralement de réaliser d'importantes économies à long terme dans les applications industrielles.