Comment choisir le bon outil pour traiter l'acier trempé ?

Qu'est-ce que l'acier trempé ?

L'acier trempé fait référence à l'acier à structure martensitique et à dureté supérieure à HRC50 après trempe. Il occupe une grande proportion dans les matériaux de coupe difficiles. Le meulage est une méthode traditionnelle d'usinage de l'acier trempé. Cependant, le tournage, le fraisage, l'alésage, le perçage et l'alésage sont souvent utilisés pour améliorer l'efficacité de l'usinage et résoudre le problème que les erreurs de forme et de position de la pièce après le meulage et la trempe sont trop complexes à produire.

Caractéristiques de l'acier trempé

Les caractéristiques de coupe de l'acier trempé sont les suivantes :

(1) Les principales caractéristiques de coupe de l'acier trempé sont une dureté élevée, une résistance élevée et presque aucune plasticité.

(2) Grande force de coupe et température de coupe élevée

(3) L'acier trempé a une dureté et une fragilité élevées. Il n'est pas facile de produire des copeaux lors de la coupe et une faible rugosité de surface peut être obtenue sur la surface usinée.

(4) Le tranchant est facile à casser et à porter

(5) Faible conductivité thermique

Comment sélectionner le matériau de l'outil pour l'usinage de l'acier trempé ?

C'est une condition importante pour sélectionner raisonnablement les matériaux des outils de coupe pour l'usinage de l'acier trempé. Selon les caractéristiques de coupe de l'acier trempé, les matériaux des outils doivent non seulement avoir une dureté, une résistance à l'usure et une résistance à la chaleur élevées, mais également une certaine résistance et conductivité thermique.

(1) Carbure cémenté :afin d'améliorer les performances du carbure cémenté, le carbure cémenté contenant une quantité appropriée de particules ultrafines TAC ou NBC doit être préféré lors de la sélection du carbure cémenté. L'ajout de particules TAC et NBC dans le carbure cémenté WC Co peut affiner la granulométrie du carbure cémenté et améliorer la résistance à l'usure du carbure cémenté. Le TAC peut également réduire le coefficient de frottement du carbure cémenté, réduire la température de coupe et améliorer la résistance à la fissuration à chaud et à la déformation thermoplastique du carbure cémenté. Dans le même temps, par rapport au carbure cémenté ordinaire, le grain WC peut être affiné à 0,5-1 μm. La dureté a augmenté de hra1.5-2, la résistance à la flexion a augmenté de 600-800mpa et la dureté à haute température a augmenté.

Les nuances de carbure cémenté couramment utilisées pour couper l'acier trempé sont :ym051, ym052, yn05, yn10, etc.

(2) Outils de coupe en céramique:ajouter du tic et d'autres éléments métalliques à l'alumine, adopter un processus de pressage à chaud, améliorer la compacité de la céramique, améliorer les performances de la céramique à base d'alumine, augmenter la dureté de la céramique à hra95.5, la résistance à la flexion peut atteindre 800-1200mpa, et la résistance à la chaleur peut atteindre 1200 ℃ -1300 ℃. L'usure par adhérence et par diffusion peut être réduite lors de l'utilisation. Les fraises en céramique conviennent au tournage, au fraisage, à l'alésage et au rabotage de l'acier trempé.

(3) Outil de nitrure de bore cubique :la dureté est hv8000-9000, la résistance à la flexion composite est de 900-1300mpa, la conductivité thermique est élevée et la résistance à la chaleur est de 1400 ℃ -1500 ℃, ce qui est le plus élevé parmi les matériaux d'outils. Il est très approprié pour le tournage fin et le tournage semi-fin de l'acier trempé.

En résumé, le meilleur matériau d'outil pour couper l'acier trempé est la lame en nitrure de bore cubique, suivie des outils en céramique et enfin des outils en carbure cémenté de marque.

Comment sélectionner les paramètres de coupe lors de l'usinage d'acier trempé ?

Les paramètres de coupe de l'acier trempé sont principalement sélectionnés en fonction des propriétés physiques et mécaniques des matériaux de l'outil et des matériaux de la pièce, de la forme de la pièce, de la rigidité du système de traitement et de la surépaisseur d'usinage. Lors de la sélection des trois éléments des paramètres de coupe, la première chose à considérer est de sélectionner une vitesse de coupe raisonnable, la seconde est la profondeur de coupe et la seconde est la vitesse d'avance.

(1) Vitesse de coupe VC :selon l'expérience précédente, la vitesse de coupe pour couper l'acier trempé avec différents matériaux d'outils est :

Fraise en carbure vc=30~75m/min ; Outil en céramique vc=60~120m/min ; Coupeur de nitrure de bore cubique vc=80~250m/min. Lorsque vous coupez par intermittence et que la dureté du matériau de la pièce est trop élevée, la vitesse de coupe doit être réduite, qui est généralement supérieure à la moitié de la vitesse de coupe minimale.

(2) Profondeur de coupe AP :généralement choisie en fonction de la surépaisseur d'usinage et de la rigidité du système de traitement. Généralement, ap=0.1~3mm.

(3) Vitesse d'avance fr :généralement 0,05-0,5 mm/r. Lorsque le matériau de la pièce a une dureté élevée ou est coupé par intermittence, afin de réduire la force de coupe de l'unité, la vitesse d'avance doit être réduite pour empêcher la lame de s'effondrer.

Comment utiliser l'outil CBN pour couper de l'acier trempé ?

Les fraises CBN sont principalement utilisées pour couper divers aciers trempés et autres matériaux de coupe difficiles. Il a non seulement un taux d'enlèvement de métal élevé, mais également une bonne qualité de traitement de surface. La coupe de divers aciers trempés peut remplacer efficacement le meulage, réduire les procédures de traitement et améliorer la productivité. Parce que les outils CBN ont une dureté élevée (hv8000 ~ 9000) et une résistance élevée à la chaleur (1400 ℃ ~ 1500 ℃), il est permis de couper l'acier trempé à une vitesse de coupe plusieurs fois supérieure à celle du carbure cémenté, et sa durabilité est plusieurs fois supérieure à des dizaines de fois celle du carbure cémenté. Les outils CBN ne conviennent pas à la coupe à basse vitesse. L'outil CBN ramollit le matériau de la pièce dans une petite zone de coupe grâce à la chaleur générée lors du processus de coupe.

Lors de la coupe de matériaux d'une dureté de hrc55-65, la vitesse de coupe de l'outil CBN doit être comprise entre 90 et 200 m/min. Pendant le fraisage, vc =100-160 m/min, et la vitesse d'avance par minute vf =70-160 mm/min ; Pendant l'alésage, vc=60-130m/min, ap=0,1-0,2mm, f=0,07-0,2mm/r. Les fraises CBN sont principalement utilisées pour la semi-finition et la finition de l'acier trempé, et leur efficacité est environ 10 fois supérieure à celle du meulage.

Exemple d'acier trempé de coupe d'outil CBN

La coupe de l'acier trempé est l'un des matériaux de coupe durs les plus représentatifs. Dans le passé, les gens pensaient que c'était dur et qu'il ne pouvait être que broyé. Aujourd'hui, en raison des progrès de la technologie de coupe, les gens sont habitués à tourner, fraiser, raboter et percer au lieu de meuler.

L'acier à roulement trempé (GCr15) a été tourné avec une fraise en nitrure de bore cubique kbn100, et la dureté de la pièce était de HRC62. La pièce est la bague extérieure du roulement. Les paramètres de coupe sont VC ＝ 115 m/min, AP ＝ 0,3 mm, f ＝ 0,1 ~ 0,2 mm/r, durabilité de l'outil pendant 60 min et rugosité de surface Ra1.6.

Résumé

Selon l'expérience actuelle, l'outil CBN en nitrure de bore cubique est l'outil le plus approprié pour l'usinage de l'acier trempé lorsque la machine-outil et l'environnement le permettent.