plaquettes indexables en carbure représentent des pointes de coupe remplaçables utilisées dans les opérations de travail des métaux telles que le tournage, le fraisage et l'alésage. Ce guide constitue une référence approfondie sur les plaquettes amovibles en carbure - il explore les matériaux, les formats géométriques, les revêtements, les spécifications, les performances comparatives, les coûts, les applications et bien d'autres choses encore.
Aperçu des plaquettes indexables en carbure
Les plaquettes de carbure indexables sont de petites pièces de coupe aux formes et revêtements spécialisés, brasées sur des porte-outils pour des applications d'usinage. Caractéristiques principales :
- Composition : Substrats en carbure de tungstène ou de titane (>85%)
- Géométrie : Formes et dimensions normalisées ISO
- Revêtements : Nitrure de titane (TiN), carbure de titane (TiC), etc.
- Indexation : Rotation pour exposer les nouvelles arêtes de coupe
- Caractéristiques principales : Dureté, résistance à l'usure, tolérance à la chaleur
Offrant une dureté extrême et une dureté à chaud élevée, les plaquettes en carbure indexable permettent des vitesses d'usinage plus rapides, une meilleure qualité de finition et une durée de vie prolongée par rapport aux alternatives en acier rapide.
Grades de Plaquettes indexables en carbure
La composition du carbure détermine les comportements thermiques et mécaniques :
| Type de grade | Description | Propriétés principales |
|---|---|---|
| C2 ET C6 | Carbures de tungstène droits | Bonne résistance aux chocs |
| C4 ET C5 | Carbures mixtes/complexes | Dureté et résistance à la chaleur accrues |
| P Notes | Revêtements PVD intrinsèques | Protection contre l'oxydation à des températures de coupe élevées |
| M Notes | Revêtements CVD ou MT-CVD | Meilleure résistance générale à l'usure |
Tableau 1 : Catégories primaires de plaquettes indexables en carbure basées sur la composition/les revêtements
La sélection du bon équilibre entre la dureté, les types de revêtements intégrés et les températures d'application dicte le choix de la nuance pour une durée de vie optimale de l'outil.
Insérer des formats de géométrie
Les plaquettes en carbure sont disponibles dans les dimensions et formes normalisées ANSI et ISO :
Style d'insertion
| Forme | Description | Applications clés |
|---|---|---|
| Triangle | Tournage, rainurage, alésage, tronçonnage à usage général | Style d'insertion le plus courant |
| Rhombique | Fraisage, perçage, taraudage à grande avance | Utilisé pour les fraises |
| Carré | De la finition à basse vitesse au tournage de précision | S'adapte à une gamme de tailles de cutter |
| Rond | Barres d'alésage, rainurage, tronçonnage | Type d'insert polyvalent |
Tableau 2A : Géométries et applications courantes des plaquettes en carbure indexable
Paramètres de taille
| Dimension | Spécifications |
|---|---|
| Cercle inscrit | Tailles définies par l'ISO/ANSI (par exemple IC328) |
| Épaisseur | Disponible en tailles fines, moyennes et lourdes |
| Angles | Déterminé par la forme de l'insert |
| Préparation des bords | Options de chanfrein et de rayon de chanfrein |
Tableau 2B : dimensions de la géométrie de l'insert, angles et caractéristiques des arêtes
Les dimensions, angles et arêtes normalisés des plaquettes indexables permettent une utilisation interchangeable sur différents porte-outils.
Revêtements des inserts
Les revêtements protecteurs ajoutent de la lubrification et de la durabilité :
| Revêtement | Attributs clés |
|---|---|
| Carbure de titane (TiC) | Résistance à la chaleur jusqu'à 1000°C Excellente protection contre l'usure |
| Nitrure de titane (TiN) | Dureté élevée de la surface Aides à l'identification des couleurs |
| Oxyde d'aluminium (Al2O3) | Propriétés isolantes pour une résistance élevée à la fatigue électrique/thermique |
| Nitrure de zirconium (ZrN) | Bonne protection contre le grippage Convient pour les charges de bord élevées |
Tableau 3 : Principaux types de revêtements spéciaux appliqués aux plaquettes amovibles en carbure
Les revêtements visent principalement à améliorer la durée de vie de l'oxydation, la résistance à l'abrasion et à réduire le coefficient de frottement. Les couches multiples combinent les forces.
Spécifications
Les mesures de qualité pertinentes sont les suivantes
| Standard | Mesure | Valeurs |
|---|---|---|
| ISO 1832 | Dureté | 88 à 93 HRA (1600-2 000 HV) |
| ISO 3685 | Résistance à la rupture transversale | 2,5 de moyenne générale au minimum |
| ISO 8688-2 | Ténacité à la rupture | 7 MPa√m |
| ISO 13399 | Essais d'usure | Usure des flancs de 0,1 mm en 25 minutes |
Tableau 4 : Spécifications de certification des plaquettes amovibles en carbure
Le respect des seuils de qualité publiés garantit l'intégrité des encarts, la cohérence de la gamme et la fiabilité des comparaisons entre producteurs.
Principaux fabricants de plaquettes en carbure
Les principaux fournisseurs mondiaux sont les suivants
| Entreprise | Marques | Fourchette de prix |
|---|---|---|
| Kennametal | KC, MP | $4 - $15 par insert |
| Sandvik Coromant | GC, LC | $5 - $20+ par encart |
| Iscar | IC, Sumo | $3 - $18 par insert |
| Kyocera Unimerco | STGCR, ALTUR | $2 - $12 par insert |
| Tungaloy | TLN, TDN | $4 - $16 en fonction de l'insert |
Tableau 5 : Principales marques de plaquettes carbure indexables et gammes de prix
Les prix varient en fonction de la géométrie des plaquettes, des qualités, des volumes d'achat et des types d'outils. Les revêtements avancés et les compositions complexes donnent lieu à des primes.
Applications de coupe des métaux
Le carbure indexable permet une productivité d'usinage de classe mondiale :
| Processus | Avantages par rapport aux HSS |
|---|---|
| Tournage | Des vitesses de surface et des avances plus élevées permettent de multiplier le rendement par 2 ou 3. |
| Fraisage | Finitions améliorées, géométries complexes |
| Forage | Excellent contrôle des bavures et des contraintes résiduelles |
| Taraudage | Durée de vie prolongée du taraud, filets internes de précision |
Industries
- Automobile : Blocs moteurs, arbres de transmission, soupapes
- Aérospatiale : Composants structurels, trains d'atterrissage, hydraulique
- Médical : Implants orthopédiques, dispositifs, outillage
- Matrice/moule : Surfaces polies, dimensions fiables
Tableau 6 : Large utilisation des plaquettes de carbure indexables dans l'industrie manufacturière
Le carbure indexable permet de respecter des tolérances plus serrées, d'allonger les cycles de production entre les changements d'outils et d'usiner des superalliages difficiles sur des aciers à outils à haute vitesse ou au carbone.
Comparaison des avantages et des inconvénients
| Avantages par rapport à l'acier | Compromis |
|---|---|
| 2x - 5x la durée de vie de l'outil | Coût plus élevé par encart |
| Possibilité de vitesses et d'avances plus rapides | Compréhension technique avancée requise |
| Géométries pré-établies | Très grande rigidité limitée des pièces actuellement |
| Amélioration des finitions de surface | Investissement initial plus élevé pour les porte-outils |
Tableau 7 : Principaux avantages et défis liés à l'utilisation de plaquettes en carbure indexables
L'extrême dureté, les préparations de bords intégrées et l'approche standardisée facilitent la mise à l'échelle fiable de la fabrication de lots modérés. Les revêtements continuent d'améliorer la protection contre l'usure à des températures élevées.
FAQ sur les plaquettes amovibles en carbure
Q : Quels sont les facteurs qui influencent les cycles de remplacement des plaquettes en carbure indexable ?
R : Les vitesses/les avances, le matériau de la pièce, la profondeur de coupe, la rigidité de la machine-outil et le régime d'arrosage déterminent principalement la durée de vie effective de la plaquette avant la rotation/le remplacement.
Q : Quelle est la différence entre les outils indexables et les outils en carbure monobloc ?
R : Les outils indexables utilisent des plaquettes remplaçables brasées dans les porte-outils, ce qui permet d'économiser du temps de réaffûtage. Le carbure monobloc fabrique tout le corps de l'outil en carbure, ce qui coûte 2 à 4 fois plus cher.
Q : Les plaquettes en céramique remplacent-elles les plaquettes en carbure ?
R : Les céramiques sont utilisées dans des applications de niche à haute vitesse en raison de leur fragilité limitée. Le carbure couvre des objectifs d'usinage plus généraux avec une normalisation des géométries, de l'outillage et des techniques.
Q : Comment puis-je mesurer et diagnostiquer les causes de l'usure ou de la défaillance des plaquettes ?
R : L'inspection des schémas d'usure des flancs et des cratères, des ruptures d'arêtes, des surfaces de fracture et de la décoloration révèle les mécanismes d'usure prédominants qui guident les mesures correctives telles que le réglage des vitesses et de l'avance.
Conclusion
Plaquettes indexables en carbure permettent d'améliorer la productivité de l'usinage par rapport à l'acier rapide tout en minimisant le réaffûtage des outils grâce à des géométries standardisées et à des approches de remplacement - facilitant ainsi l'amélioration du rendement des composants tournés jusqu'aux matrices de précision. N'hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions sur la sélection des nuances de plaquettes, l'assistance technique ou l'optimisation des coûts pour vos lignes de production.
