Comprendre les outils de coupe en carbure : caractéristiques, utilisations et avantages

Outil de coupe en carbure

Les outils de coupe (parfois appelés couteaux) sont de petits manchons dotés de bords de coupe tranchants. Contrairement aux outils de coupe ordinaires que nous connaissons dans la vie quotidienne pour disséquer des matériaux, comme les couteaux, ces couteaux sont spécifiquement conçus pour enlever de la matière sur des pièces dans un processus d'usinage ou de coupe industriel. Étant donné que les pièces usinées par les outils de coupe sont pour la plupart dures et rigides, l'outil de coupe doit être suffisamment rigide pour accomplir les tâches d'usinage.

Les outils de coupe utilisés dans l'industrie moderne de l'usinage et de l'ingénierie sont disponibles en différentes spécifications, conceptions et fabriqués à partir de multiples matériaux. Les outils de coupe en carbure sont l'un des outils les plus couramment utilisés aujourd'hui. Au lieu de fabriquer l'ensemble du couteau en carbure, les outils de coupe en carbure sont des couteaux fabriqués à partir d'un matériau en carbure, un couteau métallique revêtu d'une couche de carbure, ou un couteau doté d'un bord de coupe en carbure, ce qui renforce l'outil et permet de meilleures performances de coupe.

Les outils de coupe en carbure sont répandus dans l'industrie manufacturière et d'ingénierie moderne pour plusieurs raisons. Le revêtement en carbure ou la pointe de coupe en carbure confère de meilleures propriétés physiques aux outils de coupe, ce qui les rend plus aptes à accomplir les tâches qui leur sont assignées. Le carbure permet aux outils de coupe de résister à des températures de fonctionnement plus élevées tout en conservant leur capacité de coupe. Le carbure apporte davantage d'avantages à l'outillage grâce à ses propriétés physiques.

Matériau métallique carbonisé

Le carbure est un matériau largement utilisé dans la fabrication d'outils de coupe. Il s'agit essentiellement d'un composé chimique constitué de carbone et d'autres éléments (éléments métalliques dans ce cas). Les matériaux métalliques typiques combinés avec le carbone pour fabriquer des outils de coupe industriels sont le titane, le tantale et le tungstène. Les matériaux métalliques carbonisés sont valorisés pour leur résistance physique, leur rigidité et leur résistance à l'usure, à la pression et à la chaleur. Les outils de coupe en carbure sont également connus sous le nom d'outils en carbure massif.

Carbure de tungstène

Lorsqu'il s'agit d'outils de coupe en carbure, le carbure de tungstène est probablement le premier matériau en carbure qui vient à l'esprit. En fait, ce sont les couteaux en carbure de tungstène auxquels on fait référence lorsque le terme « outil de coupe en carbure » est évoqué. L'avènement des couteaux en carbure de tungstène remonte au début des années 1900. Depuis lors, le carbure de tungstène a été appliqué dans la construction d'outils de coupe et d'inserts car il offre des vitesses de coupe plus élevées, un taux d'avance plus élevé et une durée de vie plus longue de l'outil.

Le carbure de tungstène contient la même quantité de carbone et de tungstène. Cette construction confère à ce matériau une excellente rigidité ; il est deux fois plus rigide et plus dense que l'acier. En plus de la rigidité, le carbure de tungstène possède également une dureté exceptionnelle ; il est classé 9 sur l'échelle de Mohs. Par conséquent, le carbure de tungstène est idéal pour la fabrication d'outils de coupe, d'outils d'usinage et d'abrasifs. Outre le tungstène, il existe d'autres types de carbure massif utilisés pour la fabrication d'outils de coupe.

Carbure de titane

Le carbure de titane est un autre matériau en carbure couramment utilisé pour fabriquer des outils d'usinage. Tout comme le carbure de tungstène, le carbure de titane est également classé 9 sur l'échelle de Mohs. Les outils d'usinage fabriqués avec du carbure de titane peuvent offrir des vitesses de coupe élevées, des finitions lisses et de la précision. Les outils d'usinage en carbure de titane sont principalement utilisés lors de l'usinage de matériaux à base d'acier. Parfois, il est ajouté au carbure de tungstène pour augmenter la résistance à l'usure et à la corrosion. La combinaison de carbure de titane et de carbure de tungstène produit un outil avec une durée de vie plus longue et une meilleure capacité d'usinage.

Carbure de tantale

Contrairement au carbure de tungstène et au carbure de titane, le carbure de tantale est moins dur et moins rigide. Il est plus souvent utilisé comme couche de revêtement d'outils. Il peut également être un additif au carbure de tungstène pour améliorer la résistance à la corrosion du matériau. La caractéristique clé du carbure de tantale est sa supraconductivité. La supraconductivité permet au carbure de tantale d'être utilisé comme matériau d'électrode. L'électrode en carbure de tantale sert d'outil de coupe dans les processus de coupe au fil EDM. Dans un processus de coupe au fil, les matériaux sont coupés par des étincelles au lieu d'un outil de coupe conventionnel. C'est idéal pour couper des formes complexes sur les pièces.

Avantages des outils de coupe en carbure

Les outils de coupe en carbure massif, quel que soit les éléments impliqués dans la construction, sont largement mis en œuvre dans les processus de travail des métaux en raison des propriétés physiques qu'ils partagent. Ils peuvent donner de meilleurs résultats que d'autres types d'outils de coupe. De plus, l'utilisation d'outils de coupe en carbure est plutôt rentable. Ce sont l'un des choix les moins chers parmi les autres options d'outillage sur le marché. Basé sur ces deux raisons, les outils de coupe en carbure sont préférables.

Meilleures propriétés physiques

Les outils de coupe en carbure ont plusieurs propriétés avantageuses pour les tâches de coupe. La résistance à la chaleur est l'un de ses mérites clés. Lors d'un processus de coupe, la génération de chaleur est inévitable. Certains outils de coupe sont sensibles à la chaleur ; ils ont tendance à s'user plus rapidement et sont sujets à la fatigue lors d'une opération avec présence de chaleur. Cependant, les couteaux en carbure peuvent résister à la chaleur tout en conservant leur dureté. Par conséquent, ils conviennent aux processus de coupe lourds ou au traitement de matériaux hautement abrasifs.

Coût inférieur

L'économie est l'autre avantage de l'utilisation d'outils de coupe en carbure. La rentabilité provient de sa durabilité et de sa capacité d'usinage à haute vitesse, pour ainsi dire. Parce que les outils de coupe en carbure sont résistants à l'usure et ont une durée de vie plus longue, les fabricants n'ont pas à changer les outils de coupe fréquemment et le coût diminue en conséquence. De plus, les matériaux en carbure permettent des vitesses de coupe et des taux d'avance plus élevés aux outils de coupe. Avec cette caractéristique, le temps nécessaire pour compléter un cycle de travail raccourcit. Le changement d'outil réduit et le cycle de travail subséquent mènent à une diminution des coûts et une augmentation de la productivité, ce qui est une raison principale pour laquelle les outils de coupe en carbure sont préférables à d'autres types de couteaux.