{"id":3939,"date":"2019-12-06T05:33:54","date_gmt":"2019-12-06T05:33:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mcctcarbide.com\/?p=3939"},"modified":"2020-05-06T01:59:02","modified_gmt":"2020-05-06T01:59:02","slug":"to-prolong-a-tool-life-at-high-cutting-speed-what-signs-of-wear-should-we-stay-alert-to","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/pour-prolonger-la-duree-de-vie-d-un-outil-a-vitesse-de-coupe-elevee-a-quels-signes-d-usure-doivent-nous-rester-attentifs\/","title":{"rendered":"Pour prolonger la dur\u00e9e de vie d'un outil \u00e0 une vitesse de coupe \u00e9lev\u00e9e, \u00e0 quels signes d'usure devons-nous rester vigilants?"},"content":{"rendered":"

La consommation d'\u00e9nergie dans le processus de d\u00e9coupe du m\u00e9tal est exprim\u00e9e sous forme de chaleur de coupe et de friction. Ces facteurs rendent l'outil dans de mauvaises conditions d'usinage, avec une charge de surface \u00e9lev\u00e9e et une temp\u00e9rature de coupe \u00e9lev\u00e9e. La raison de la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e est que la puce glisse le long de la face avant de l'outil \u00e0 grande vitesse, produisant une pression \u00e9lev\u00e9e et un fort frottement sur le tranchant.<\/p>

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Effondrer<\/h2>

En cours d'usinage, la fraise rencontre le point dur de la microstructure du composant, ou coupe par intermittence, ce qui peut faire fluctuer la force de coupe. Par cons\u00e9quent, l'outil de coupe a les caract\u00e9ristiques de r\u00e9sistance \u00e0 haute temp\u00e9rature, de t\u00e9nacit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e, de r\u00e9sistance \u00e0 l'usure \u00e9lev\u00e9e et de duret\u00e9 \u00e9lev\u00e9e.<\/p>

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Usure des rainures<\/h2>

Au cours du dernier demi-si\u00e8cle, afin d'am\u00e9liorer continuellement les performances des outils de coupe, de nombreux travaux de recherche ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9s. L'un des facteurs cl\u00e9s affectant le taux d'usure de presque tous les mat\u00e9riaux d'outils est la temp\u00e9rature de coupe atteinte lors du processus d'usinage. Malheureusement, il est difficile de d\u00e9finir les param\u00e8tres de calcul de la temp\u00e9rature de coupe, mais la mesure exp\u00e9rimentale peut fournir la base d'une formule empirique.<\/p>

En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, il est suppos\u00e9 que toute l'\u00e9nergie g\u00e9n\u00e9r\u00e9e dans le processus de coupe est convertie en chaleur de coupe, et 80% de la chaleur de coupe seront emport\u00e9s par les copeaux<\/p>

La valeur num\u00e9rique changera avec certains facteurs, et la vitesse de coupe est le facteur principal. Cela provoque environ 20% de chaleur \u00e0 p\u00e9n\u00e9trer dans l'outil. M\u00eame si l'acier \u00e0 faible teneur en carbone est coup\u00e9, la temp\u00e9rature de l'outil peut d\u00e9passer 550 \u2103, ce qui est la temp\u00e9rature la plus \u00e9lev\u00e9e que le HSS puisse supporter. Lors de la coupe d'acier tremp\u00e9 avec un outil CBN, la temp\u00e9rature de l'outil et de la puce peut d\u00e9passer 1000 \u2103.<\/p>

Relation entre l'usure et la dur\u00e9e de vie de l'outil<\/h2>

Les mod\u00e8les d'usure des outils peuvent \u00eatre divis\u00e9s dans les cat\u00e9gories suivantes:<\/p>

Usure de la face arri\u00e8re du couteau<\/p>

Usure des rainures<\/p>

usure du crat\u00e8re<\/p>

Effondrement de pointe<\/p>

Fissure chaude<\/p>

\u00c9chec de l'\u00e9clatement<\/p>

\u00c0 l'heure actuelle, il n'existe pas de d\u00e9finition unifi\u00e9e universellement accept\u00e9e de la dur\u00e9e de vie des outils dans l'industrie. Il est n\u00e9cessaire de sp\u00e9cifier la dur\u00e9e de vie de l'outil pour le mat\u00e9riau de la pi\u00e8ce et la technologie de coupe. Une m\u00e9thode pour quantifier la dur\u00e9e de vie d'un outil consiste \u00e0 d\u00e9finir une valeur d'usure maximale acceptable de la face arri\u00e8re, c'est-\u00e0-dire VB ou VBmax.<\/p>

\"\"<\/figure>

Usure de la face arri\u00e8re du couteau<\/h2>

D'un point de vue math\u00e9matique, la dur\u00e9e de vie de l'outil peut \u00eatre exprim\u00e9e par la formule suivante. La formule de Taylor fournit une bonne m\u00e9thode de calcul approximative pour la pr\u00e9diction de la dur\u00e9e de vie de l'outil.<\/p>

Vctn = C, qui est la forme g\u00e9n\u00e9rale de la formule de Taylor. Les param\u00e8tres pertinents sont les suivants:<\/p>

VC = vitesse de coupe<\/p>

T = dur\u00e9e de vie de l'outil<\/p>

D = profondeur de coupe<\/p>

F = vitesse d'avance<\/p>

X et y sont d\u00e9termin\u00e9s par des exp\u00e9riences. N et C sont des constantes d\u00e9termin\u00e9es par des exp\u00e9riences ou des valeurs empiriques. Ils sont diff\u00e9rents en raison de diff\u00e9rents mat\u00e9riaux d'outils, mat\u00e9riaux de pi\u00e8ces et vitesses d'avance.<\/p>

D'un point de vue pratique, afin de limiter l'usure excessive des outils et de surmonter les temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, trois \u00e9l\u00e9ments cl\u00e9s doivent \u00eatre pris en compte: le substrat, le rev\u00eatement et le traitement des ar\u00eates de coupe. Chaque \u00e9l\u00e9ment est li\u00e9 au succ\u00e8s ou \u00e0 l'\u00e9chec de la coupe du m\u00e9tal. Ces trois \u00e9l\u00e9ments, combin\u00e9s \u00e0 la forme de la rainure de curling des copeaux et au rayon de cong\u00e9 de la pointe de l'outil, d\u00e9terminent les mat\u00e9riaux applicables et les occasions d'application de chaque outil. Tous les param\u00e8tres ci-dessus fonctionnent ensemble pour assurer la longue dur\u00e9e de vie de l'outil de coupe et refl\u00e8tent enfin l'\u00e9conomie et la fiabilit\u00e9 du traitement.<\/p>

matrice<\/h2>

Les outils en carbure de tungst\u00e8ne avec r\u00e9sistance \u00e0 l'usure et t\u00e9nacit\u00e9 ont une plus large gamme d'applications d'usinage. Les fournisseurs d'outils contr\u00f4lent g\u00e9n\u00e9ralement la plage de granulom\u00e9trie WC de 0,3 \u03bcm \u00e0 5 \u03bcm pour saisir les performances de la matrice. La taille des grains de WC a une grande influence sur les performances de coupe des outils. Plus la taille des grains de WC est petite, plus l'outil est r\u00e9sistant \u00e0 l'usure; au contraire, plus la taille des grains de WC est grande, meilleure est la t\u00e9nacit\u00e9 de l'outil. Les pales en matrice \u00e0 grains ultra-fins sont principalement utilis\u00e9es pour traiter les mat\u00e9riaux trait\u00e9s dans l'industrie a\u00e9rospatiale, tels que l'alliage de titane, l'alliage Inconel, l'alliage haute temp\u00e9rature, etc.<\/p>

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Tumeur d'accumulation<\/h2>

De plus, la t\u00e9nacit\u00e9 de la matrice peut \u00eatre consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9e en ajustant la teneur en cobalt de 6% \u00e0 12%. Par cons\u00e9quent, il est seulement n\u00e9cessaire d'ajuster la composition du mat\u00e9riau de matrice pour r\u00e9pondre aux exigences de l'outil pour la t\u00e9nacit\u00e9 et la r\u00e9sistance \u00e0 l'usure dans l'application du traitement des m\u00e9taux.<\/p>

Les propri\u00e9t\u00e9s de la matrice peuvent \u00eatre am\u00e9lior\u00e9es non seulement par la couche riche en cobalt adjacente \u00e0 la couche de surface, mais \u00e9galement en ajoutant s\u00e9lectivement d'autres types d'\u00e9l\u00e9ments d'alliage au carbure c\u00e9ment\u00e9, tels que le carbure de titane (TIC), le carbure de tantale (TAC), carbure de vanadium (VC) et carbure de niobium (NBC). La couche riche en cobalt am\u00e9liore consid\u00e9rablement la r\u00e9sistance de l'ar\u00eate de coupe, ce qui conf\u00e8re \u00e0 l'outil d'excellentes performances dans les applications d'usinage grossier et d'usinage intermittent.<\/p>

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Fissure chaude<\/h2>

De plus, afin de correspondre au mat\u00e9riau de la pi\u00e8ce et de r\u00e9pondre aux exigences de traitement sp\u00e9cifiques, les cinq propri\u00e9t\u00e9s physiques suivantes doivent \u00eatre prises en compte lors du choix de la matrice appropri\u00e9e: t\u00e9nacit\u00e9 aux chocs, r\u00e9sistance \u00e0 la rupture transversale, r\u00e9sistance \u00e0 la compression, duret\u00e9 et t\u00e9nacit\u00e9 aux chocs thermiques.<\/p>

enrobage<\/h2>

Actuellement, les principaux mat\u00e9riaux de rev\u00eatement sur le march\u00e9 comprennent:<\/p>

Nitrure de titane (TIN) - g\u00e9n\u00e9ralement un rev\u00eatement PVD, a les caract\u00e9ristiques d'une duret\u00e9 \u00e9lev\u00e9e et d'une temp\u00e9rature de r\u00e9sistance \u00e0 l'oxydation \u00e9lev\u00e9e.<\/p>

Carbure de nitrure de titane (TiCN) - l'ajout de carbone peut am\u00e9liorer la duret\u00e9 et la propri\u00e9t\u00e9 autolubrifiante du rev\u00eatement.<\/p>

Le nitrure de titane et d'aluminium (TiAlN ou AlTiN) - compos\u00e9 d'une couche d'alumine, prolonge la dur\u00e9e de vie de l'outil dans les applications avec des temp\u00e9ratures de coupe \u00e9lev\u00e9es, en particulier pour la coupe quasi s\u00e8che \/ s\u00e8che. Par rapport au rev\u00eatement TiAlN, la duret\u00e9 de surface du rev\u00eatement est plus \u00e9lev\u00e9e en raison du rapport diff\u00e9rent de l'aluminium au titane. Ce sch\u00e9ma de rev\u00eatement est tr\u00e8s adapt\u00e9 aux applications d'usinage \u00e0 grande vitesse.<\/p>

Le nitrure de chrome (CRN) - avec les avantages d'une duret\u00e9 \u00e9lev\u00e9e et d'une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e \u00e0 l'usure, est la solution de premier choix pour r\u00e9sister \u00e0 l'accumulation de copeaux.<\/p>

Le diamant (PCD) - a les meilleures performances de traitement des mat\u00e9riaux en alliage non ferreux, en particulier pour le traitement du graphite, du composite \u00e0 matrice m\u00e9tallique, de l'alliage d'aluminium \u00e0 haute teneur en silicium et d'autres mat\u00e9riaux de broyage. Il ne convient pas du tout de traiter l'acier, car la r\u00e9action chimique d\u00e9truira la combinaison du rev\u00eatement et du substrat.<\/p>

usure du crat\u00e8re<\/h2>

Gr\u00e2ce \u00e0 l'analyse du d\u00e9veloppement des mat\u00e9riaux de rev\u00eatement et de la croissance de la demande du march\u00e9 ces derni\u00e8res ann\u00e9es, nous pouvons voir que les outils rev\u00eatus PVD sont plus populaires que les outils rev\u00eatus CVD. L'\u00e9paisseur du rev\u00eatement CVD varie g\u00e9n\u00e9ralement entre 5 et 15 microns<\/p>

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L'\u00e9paisseur du rev\u00eatement PVD est g\u00e9n\u00e9ralement comprise entre 2 et 6 \u03bcM. Lorsque le rev\u00eatement CVD est appliqu\u00e9 sur la surface sup\u00e9rieure du substrat, une contrainte de traction sera produite dans le rev\u00eatement CVD, tandis qu'une contrainte de compression sera produite dans le rev\u00eatement PVD. Ces deux facteurs ont un impact significatif sur l'ar\u00eate de coupe, notamment sur les performances de l'outil en coupe intermittente ou en usinage continu. L'ajout de nouveaux \u00e9l\u00e9ments d'alliage dans le processus de rev\u00eatement est non seulement b\u00e9n\u00e9fique pour am\u00e9liorer l'adh\u00e9rence du rev\u00eatement, mais \u00e9galement pour am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s du rev\u00eatement.<\/p>

Traitement de pointe de lame<\/h2>

Dans de nombreux cas, le traitement de pointe (passivation) d\u00e9termine le succ\u00e8s ou l'\u00e9chec de l'usinage. Les param\u00e8tres de passivation sont d\u00e9termin\u00e9s par l'application pr\u00e9d\u00e9finie. Par exemple, le traitement de pointe requis pour la finition \u00e0 grande vitesse de l'acier est totalement diff\u00e9rent de celui utilis\u00e9 pour l'usinage grossier.<\/p>

En g\u00e9n\u00e9ral, le tournage continu n\u00e9cessite la passivation de l'ar\u00eate de coupe, comme c'est le cas pour la plupart des fraisages d'acier et de fonte. Pour un usinage intermittent s\u00e9v\u00e8re, il est n\u00e9cessaire d'augmenter les param\u00e8tres de passivation ou le chanfreinage n\u00e9gatif du bord de coupe de l'ar\u00eate de coupe.<\/p>

En revanche, lors de l'usinage d'acier inoxydable ou de superalliage, il est n\u00e9cessaire de passiver la lame pour obtenir un petit rayon de passivation, et d'adopter un tranchant tranchant, car lors de l'usinage de tels mat\u00e9riaux, il est facile de produire une accr\u00e9tion de copeaux. De m\u00eame, lors du traitement de l'aluminium, un tranchant tranchant est \u00e9galement requis.<\/p>

En g\u00e9om\u00e9trie, iska propose une large gamme de lames \u00e0 tranchant h\u00e9lico\u00efdal dont le profil se r\u00e9partit progressivement autour d'une surface cylindrique le long de l'axe. La direction de la lame en spirale est similaire \u00e0 une h\u00e9lice. L'un des avantages de la conception des bords en spirale est de rendre le processus de coupe lisse et excessif, de r\u00e9duire les vibrations et d'obtenir une finition de surface plus \u00e9lev\u00e9e. De plus, l'ar\u00eate de coupe en spirale peut supporter plus de charge de coupe, ce qui peut r\u00e9duire la force de coupe et retirer plus de m\u00e9tal en m\u00eame temps. Un autre avantage des outils de coupe h\u00e9lico\u00efdaux est qu'ils ont une dur\u00e9e de vie plus longue, car ils ont une force de coupe et une chaleur plus faibles. <\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

The power consumption in the process of metal cutting is expressed in the form of cutting heat and friction. These factors make the tool in bad machining conditions, with high surface load and high cutting temperature. The reason for high temperature is that the chip slides along the front face of the tool at high…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":19284,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[92],"tags":[],"class_list":["post-3939","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-cutting-tools-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/\u56fe\u72471-5.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3939","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3939"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3939\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19284"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3939"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3939"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3939"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}