Tuer l'acier inoxydable :guide d'usinage
L'acier inoxydable peut être aussi courant que l'aluminium dans de nombreux ateliers, en particulier lors de la fabrication de pièces pour les industries aérospatiale et automobile. C'est un matériau assez polyvalent avec de nombreux alliages et nuances différents qui peuvent s'adapter à une grande variété d'applications. Cependant, le fraisage de l'acier peut aussi être extrêmement difficile. Les aciers inoxydables sont des assassins notoires pour les fraises en bout, il est donc essentiel de composer vos vitesses et vos avances et de sélectionner l'outil approprié pour réussir l'usinage.
Propriétés des matériaux
Les aciers inoxydables sont des aciers fortement alliés avec une résistance à la corrosion supérieure aux aciers au carbone et faiblement alliés. Cela est dû en grande partie à leur teneur élevée en chrome, la plupart des nuances d'alliages d'acier inoxydable contenant au moins 10 % de l'élément.
L'acier inoxydable peut être divisé en cinq catégories :austénitique, ferritique, martensitique, trempé par précipitation (PH) et duplex. Dans chaque catégorie, il y a un alliage de base à usage général. À partir de là, de petits changements de composition sont apportés à la base afin de créer des propriétés spécifiques pour diverses applications.
À titre de référence, voici les propriétés de chacun de ces groupements, ainsi que quelques exemples des grades populaires et de leurs utilisations courantes.
| Catégorie | Propriétés | Notes populaires | Utilisations courantes |
| Austénitique | Non magnétique, excellente résistance à la corrosion et à la chaleur. | 304, 316 | Équipement de transformation des aliments, gouttières, boulons, écrous et autres fixations. |
| Ferritique | Magnétique, moins résistant à la corrosion et à la chaleur que l'austénitique. | 430, 446 | Pièces automobiles et appareils de cuisine. |
| Martensitique | Magnétique, résistance modérée à la corrosion - pas pour la corrosion sévère. | 416, 420, 440 | Couteaux, armes à feu, instruments chirurgicaux et outils à main. |
| Durci par les précipitations (PH) | Nuance la plus solide, traitable thermiquement, résistance à la corrosion sévère. | 17-4 PH, 15-5 PH | Composants aérospatiaux. |
| Duplex | Mélange plus fort d'austénitique et de ferritique. | 244, 2304, 2507 | Usines de traitement d'eau, récipients sous pression. |
Sélection d'outils
Le choix de l'outillage adapté à votre application est crucial lors de l'usinage de l'acier inoxydable. Les parcours d'outils d'ébauche, de finition, de rainurage et de fraisage à haute efficacité peuvent tous être optimisés pour l'acier inoxydable en choisissant le bon style de fraise en bout.
Ébauche traditionnelle
Pour l'ébauche traditionnelle, une fraise à 4 ou 5 dents est recommandée. Les fraises en bout à 5 dents permettent des vitesses d'avance plus élevées que leurs homologues à 4 dents, mais l'un ou l'autre style fonctionnerait bien pour les applications d'ébauche. Vous trouverez ci-dessous un excellent exemple d'ébauche traditionnelle en acier inoxydable 17-4.
Sloting
Pour le rainurage dans l'acier inoxydable, l'évacuation des copeaux va être la clé. Pour cette raison, les outils à 4 goujures sont le meilleur choix car le nombre de goujures inférieur permet une évacuation plus efficace des copeaux. Les outils à géométrie brise-copeaux permettent également un rainurage efficace dans l'acier inoxydable, car les copeaux plus petits sont plus faciles à évacuer de la coupe.
Finition
Lors de la finition de pièces en acier inoxydable, un nombre élevé de cannelures et/ou une hélice élevée sont nécessaires pour obtenir les meilleurs résultats. Les fraises de finition pour l'acier inoxydable auront un angle d'hélice supérieur à 40 degrés et un nombre de cannelures de 5 ou plus. Pour les parcours d'outils de finition plus agressifs, le nombre de cannelures peut aller de 7 cannelures à 14. Vous trouverez ci-dessous un excellent exemple de cycle de finition en acier inoxydable 17-4.
Fraisage à haute efficacité
Le fraisage à haute efficacité peut être une technique d'usinage très efficace dans les aciers inoxydables si les bons outils sont sélectionnés. Les dégrossisseurs brise-copeaux constitueraient un excellent choix, dans les styles à 5 ou 7 dents, tandis que les fraises en bout standard à 5-7 dents et à pas variable peuvent également bien fonctionner dans les parcours d'outil HEM.
VHE-5
Helical Solutions propose la fraise en bout HEV-5, qui est un outil extrêmement polyvalent pour une variété d'applications. Le HEV-5 excelle dans la finition et les parcours d'outils HEM, et se comporte également bien au-dessus de la moyenne dans le rainurage et l'ébauche traditionnelle. Disponible en styles carré, à rayon d'angle et à longue portée, cet outil bien arrondi est un excellent choix pour démarrer votre coffre à outils et l'optimiser pour l'usinage de l'acier inoxydable.
Paramètres d'exécution
Bien que la sélection de l'outil soit une étape critique pour un usinage plus efficace, la sélection des paramètres de fonctionnement appropriés est tout aussi importante. De nombreux facteurs entrent dans la détermination des paramètres de fonctionnement pour l'usinage de l'acier inoxydable, mais il existe quelques directives générales à suivre comme point de départ.
De manière générale, lors de l'usinage d'aciers inoxydables, un SFM compris entre 100 et 350 est recommandé, avec une charge de copeaux comprise entre 0,0005" pour une fraise en bout de 1/8" et 0,006" pour une fraise en bout de 1". Une ventilation complète de ces directives générales est disponible ici.
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En conclusion
L'usinage de l'acier inoxydable n'a pas besoin d'être difficile. En identifiant la qualité de matériau appropriée pour chaque pièce, en sélectionnant l'outil de coupe parfait et en optimisant les paramètres de fonctionnement, les maux de tête liés au fraisage de l'acier peuvent appartenir au passé.
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