En tant que fournisseur de tubes en acier inoxydable 420, je rencontre souvent des clients qui ne sont pas sûrs des outils de coupe les plus adaptés à l'usinage de ce matériau particulier. Dans cet article de blog, je partagerai quelques informations sur les outils de coupe qui fonctionnent bien avec les tuyaux en acier inoxydable 420, sur la base de mon expérience dans l'industrie.
Comprendre les tuyaux en acier inoxydable 420
Avant de se plonger dans les outils de coupe, il est essentiel de comprendre les caractéristiques des tuyaux en acier inoxydable 420. L'acier inoxydable 420 est un acier inoxydable martensitique, ce qui signifie qu'il peut être traité thermiquement pour obtenir une dureté et une résistance élevées. Il contient environ 12 % de chrome, offrant une bonne résistance à la corrosion, notamment dans les environnements doux. La dureté de l'acier inoxydable 420 peut aller de relativement douce à l'état recuit à très dure lorsqu'elle est traitée thermiquement. Cette variation de dureté a un impact important sur le choix des outils de coupe. Vous pouvez trouver des informations plus détaillées surTuyau en acier inoxydable 420.
Outils de coupe en acier rapide (HSS)
L'acier rapide est un matériau traditionnel et largement utilisé pour les outils de coupe. Les outils de coupe HSS sont relativement peu coûteux et peuvent être facilement réaffûtés. Pour usiner des tubes en acier inoxydable 420 à l'état recuit, les outils HSS peuvent être une bonne option.
Les outils HSS ont une bonne ténacité, ce qui leur permet de résister aux forces de coupe sans s'écailler facilement. Cependant, ils ont des limites lorsqu'il s'agit d'usiner à grande vitesse ou de couper de l'acier inoxydable 420 traité thermiquement. La résistance à haute température du HSS n'est pas aussi bonne que celle de certains autres matériaux. À des vitesses de coupe élevées, la chaleur générée peut faire perdre de la dureté à l'outil HSS, ce qui entraîne une usure rapide de l'outil.
Lorsque vous utilisez des outils HSS pour des tuyaux en acier inoxydable 420, il est important de maintenir la vitesse de coupe relativement faible. Une vitesse de coupe typique pour les outils de tournage HSS sur l'acier inoxydable 420 recuit peut être comprise entre 20 et 30 mètres par minute. Les vitesses d'avance doivent également être soigneusement contrôlées pour éviter de surcharger l'outil.
Outils de coupe en carbure
Les outils de coupe en carbure sont un choix populaire pour l'usinage de tuyaux en acier inoxydable 420, en particulier lorsqu'une productivité plus élevée et une meilleure finition de surface sont requises. Le carbure est un matériau dur et résistant à l'usure, qui peut résister à des vitesses et des températures de coupe élevées.
Il existe deux principaux types de carbure : le carbure cémenté et le carbure revêtu. Le carbure cémenté est obtenu en frittant des particules de carbure de tungstène avec un liant métallique, généralement du cobalt. Il a une excellente dureté et résistance à l'usure, ce qui le rend adapté à la coupe de l'acier inoxydable 420 recuit et traité thermiquement.
Les outils en carbure revêtus font passer les performances du carbure à un niveau supérieur. Le revêtement peut offrir des avantages supplémentaires tels qu'une friction réduite, une résistance thermique améliorée et une durée de vie plus longue de l'outil. Les revêtements courants comprennent le nitrure de titane (TiN), le carbonitrure de titane (TiCN) et le nitrure d'aluminium et de titane (AlTiN).
Lors de l'utilisation d'outils en carbure pour les tuyaux en acier inoxydable 420, des vitesses de coupe plus élevées peuvent être utilisées par rapport aux outils HSS. Par exemple, dans les opérations de tournage, des vitesses de coupe de 80 à 150 mètres par minute peuvent être atteintes avec des outils en carbure, en fonction de la qualité spécifique du carbure et de la dureté de l'acier inoxydable 420. Cependant, les outils en carbure sont plus fragiles que les outils HSS, c'est pourquoi un contrôle des copeaux et des paramètres de coupe appropriés sont cruciaux pour éviter la casse de l'outil.
Outils de coupe en céramique
Les outils de coupe en céramique sont connus pour leur dureté et leur résistance à la chaleur extrêmement élevées. Ils conviennent à l'usinage à grande vitesse de tuyaux en acier inoxydable 420 traités thermiquement. Les outils en céramique peuvent fonctionner à des vitesses de coupe plusieurs fois supérieures à celles des outils en carbure.
Cependant, les outils en céramique sont très fragiles et nécessitent des conditions de coupe précises. Ils sont sensibles aux chocs et aux vibrations, la configuration d'usinage doit donc être rigide et les paramètres de coupe soigneusement optimisés. Les vitesses d'avance des outils en céramique sont généralement inférieures à celles des outils en carbure afin d'éviter une usure excessive ou une casse des outils.
L'un des avantages des outils en céramique est leur capacité à produire une bonne finition de surface sur le tube en acier inoxydable 420. Ils peuvent également réduire les forces de coupe, ce qui est bénéfique pour l'ensemble du processus d'usinage.
Outils de coupe diamantés
Les outils de coupe diamantés, naturels et synthétiques, offrent le plus haut niveau de dureté et de résistance à l'usure. Ils sont idéaux pour l'usinage de tubes en acier inoxydable 420 lorsqu'une précision et une qualité de surface extrêmement élevées sont requises.
Cependant, les outils diamantés sont très coûteux et sont principalement utilisés dans des applications spécialisées. Ils ne conviennent pas non plus à la coupe de matériaux ferreux comme l’acier inoxydable 420 dans tous les cas. À des températures élevées, le diamant peut réagir avec le fer présent dans l'acier inoxydable, entraînant une usure des outils. Par conséquent, lors de l'utilisation d'outils diamantés pour des tuyaux en acier inoxydable 420, les conditions de coupe doivent être soigneusement contrôlées afin de minimiser la température au niveau du tranchant.
Considérations pour la sélection des outils de coupe
Lors du choix du bon outil de coupe pour l'usinage de tubes en acier inoxydable 420, plusieurs facteurs doivent être pris en compte :
- Dureté de l'acier inoxydable 420: Comme mentionné précédemment, la dureté du matériau joue un rôle crucial. L'acier inoxydable 420 recuit peut être usiné avec une plus large gamme d'outils de coupe, tandis que l'acier inoxydable 420 traité thermiquement nécessite des outils plus résistants à l'usure tels que le carbure, la céramique ou le diamant.
- Opération d'usinage: Différentes opérations d'usinage, telles que le tournage, le fraisage, le perçage ou la rectification, nécessitent différents types d'outils de coupe. Par exemple, un foret est utilisé pour percer des trous, tandis qu'un outil de tournage est utilisé pour façonner la surface extérieure du tuyau.
- Exigences de productivité: Si une productivité élevée est une priorité, les outils de coupe en carbure ou en céramique sont de meilleurs choix car ils peuvent fonctionner à des vitesses de coupe plus élevées. Cependant, si le coût est une préoccupation majeure et que le volume de production est faible, les outils HSS pourraient être plus adaptés.
- Exigences de finition de surface: Pour les applications où une finition de surface lisse est requise, les outils diamantés ou en carbure revêtu peuvent fournir de meilleurs résultats que les outils HSS.
Comparaison avec d'autres aciers inoxydables martensitiques
Il est également intéressant de comparer l'usinage des tubes en acier inoxydable 420 avec d'autres aciers inoxydables martensitiques, tels queTube en acier inoxydable 403etAcier inoxydable 440C.
L'acier inoxydable 403 a une composition similaire à l'acier inoxydable 420 mais peut avoir des propriétés mécaniques légèrement différentes. En général, les outils de coupe et les paramètres d'usinage de l'acier inoxydable 403 sont comparables à ceux de l'acier inoxydable 420. Cependant, l'acier inoxydable 440C est connu pour sa teneur élevée en carbone, ce qui le rend plus dur et plus résistant à l'usure que l'acier inoxydable 420. L'usinage de l'acier inoxydable 440C nécessite souvent des outils de coupe plus avancés, tels que des outils en céramique ou diamantés, même pour des opérations d'usinage relativement simples.
Conclusion
En conclusion, le choix des outils de coupe pour l'usinage de tubes en acier inoxydable 420 dépend de divers facteurs, notamment la dureté du matériau, l'opération d'usinage, les exigences de productivité et les exigences d'état de surface. Les outils en acier rapide conviennent à l'acier inoxydable 420 recuit et à la production en faible volume, tandis que les outils en carbure sont une option polyvalente pour un large éventail de conditions d'usinage. Les outils en céramique et diamantés sont réservés à l'usinage à grande vitesse et aux applications où une haute précision et une qualité de surface sont essentielles.
Si vous êtes à la recherche de tuyaux en acier inoxydable 420 ou si vous avez des questions sur leur usinage, n'hésitez pas à nous contacter pour plus d'informations. Nous sommes là pour vous aider à faire les bons choix selon vos besoins spécifiques.
Références
- Manuel ASM Volume 16 : Usinage. ASM International.
- Manuel de données d'usinage, troisième édition. Associés de recherche Metcut.