Plaquettes en carbure Manchester désignent une gamme de plaquettes de coupe en carbure indexables fabriquées par diverses entreprises pour répondre à différentes applications d'usinage. Cet article donne un aperçu des plaquettes en carbure, de leurs propriétés, des méthodes de fabrication, des nuances, des styles, des revêtements et des principaux fournisseurs mondiaux.
Vue d'ensemble plaquettes en carbure de manchester
Les plaquettes en carbure sont des outils de coupe dotés d'une pointe en carbure brasée sur une tige en acier. Les pointes en carbure présentent des arêtes de coupe géométriquement définies qui assurent l'enlèvement de matière. Les principales caractéristiques sont les suivantes
- Dureté extrême pour la résistance à l'usure
- Combinaisons avancées de substrats et de revêtements
- Plaquettes indexables de précision pour l'utilisation de plusieurs arêtes
- Conçue pour un usinage à haute productivité
Les plaquettes en carbure sont disponibles dans une large gamme de nuances internationales et exclusives pour s'adapter aux différents matériaux de travail, paramètres de fonctionnement et exigences de production. Des géométries, des brise-copeaux, des revêtements et des préparations d'arêtes sur mesure optimisent encore les performances.
Composants des plaquettes en carbure
| Composant | Rôle |
|---|---|
| Substrat de carbure | Dureté pour une résistance à l'usure lors de la coupe |
| Revêtement | Améliore le pouvoir lubrifiant, la résistance à l'oxydation et la réduction du frottement |
| Brise-copeaux | Permet une bonne formation des copeaux et un bon écoulement sur la face de coupe de la plaquette |
| Zone de serrage | Facilite une assise sûre et précise sur le porte-outil |
Normes relatives aux plaquettes en carbure
Les normes internationales permettent de définir la géométrie, la désignation, la sélection et l'utilisation des plaquettes par les différents fabricants :
- ISO 1832 - Identification et codage des inserts
- ANSI B212.4 - Dimensions et tolérances des plaquettes en carbure
- ISO 13399 - Dimensions de l'interface du porte-outil
- Normes du fabricant - Grades, géométries, données techniques
Cela permet l'interchangeabilité et des performances cohérentes entre les fournisseurs de plaquettes en carbure qui adhèrent aux normes.
Fabrication de plaquettes en carbure
La production de plaquettes de précision en carbure implique des processus de métallurgie des poudres soigneusement contrôlés et des étapes de finition de pointe :
1. Broyage et mélange
Les poudres de source sont broyées pour obtenir la taille de particules souhaitée et intimement mélangées pour obtenir une distribution uniforme dans le mélange.
2. En appuyant sur
La matière première est pressée en pièces "vertes" à l'aide de matrices usinées selon des tolérances dimensionnelles strictes.
3. Frittage
Les plaquettes vertes sont consolidées à pleine densité par chauffage en dessous du point de fusion pour créer des carbures cémentés durables.
4. Préparation des bords
Les arêtes de coupe de la pièce frittée sont profilées par meulage ou par d'autres méthodes afin de les affûter et de les préparer à l'application.
5. Revêtement
En option, des procédés de revêtement PVD, CVD ou autres sont utilisés pour déposer des couches résistantes à l'usure sur le substrat.
La composition de la nuance de carbure, les caractéristiques de la poudre, les paramètres de pressage, la méthode de frittage, le traitement des arêtes et les revêtements sont autant d'éléments qui déterminent les performances du produit.
Grades de plaquettes en carbure
Les plaquettes en carbure sont produites dans une large gamme de compositions ou de "nuances" adaptées aux différents matériaux de travail - aciers, aciers inoxydables, fonte, alliages d'aluminium, alliages de titane, plastiques, etc.
| Grade | Description | Éléments clés | Dureté |
|---|---|---|---|
| Carbure non revêtu | Substrat de carbure de tungstène ou de titane micrograin ou submicronique fritté à la base sans aucun revêtement | WC-Co <6% cobalt | 88-93 HRA |
| Revêtement PVD | Des revêtements de 2 à 25 μm tels que TiN, TiCN, TiAlN sont appliqués par dépôt physique en phase vapeur. | Carbure mixte sous-jacent | 92-94 HRA |
| Revêtement CVD | Revêtements de 8 à 12 μm déposés par dépôt chimique en phase vapeur, y compris l'oxyde d'aluminium. | Carbure de tungstène à grain fin | 93+ HRA |
| Cermet | Carbure de chrome-nickel à l'échelle nanométrique sans liant | Cr3C2-NiCr | 88-92 HRA |
| CBN/PCBN | Le nitrure de bore cubique polycristallin est le deuxième matériau le plus dur que l'on connaisse | Liant céramique CBN | 90+ HRA |
Une teneur plus élevée en cobalt permet une meilleure résistance à la rupture, tandis que le carbure de tungstène à grain ultrafin offre une dureté et une résistance à la chaleur maximales pour les applications les plus exigeantes sur les alliages exotiques ou les matériaux trempés.
Revêtements pour plaquettes en carbure
Les revêtements déposés sur le substrat de la plaquette en carbure réduisent les forces et les températures de coupe tout en augmentant la lubrification et la résistance à l'usure. Les types les plus courants sont les suivants :
| Revêtement | Description | Épaisseur | Propriétés principales |
|---|---|---|---|
| TiN | Nitrure de titane | 2-4 μm | Revêtement standard de couleur or |
| TiCN | Carbonitrure de titane | 2-4 μm | Dureté et pouvoir lubrifiant supérieurs à ceux du TiN |
| TiAlN | Nitrure d'aluminium et de titane | 4-25 μm | Résistance à l'oxydation, haute dureté à chaud |
| Al2O3 | Oxyde d'aluminium | 8-12 μm | Faible frottement, isolation, résistance aux chocs thermiques |
| DLC | Carbone semblable au diamant | 1-5 μm | Dureté extrême, inertie, faible frottement |
Les revêtements plus épais permettent de multiples réaffûtages tout en préservant l'intégrité de la plaquette en dessous. Des revêtements plus avancés tels que TiSiN, ZrN et TiAlCrN conviennent à des matériaux de travail spécifiques dans des environnements exigeants.
Styles de plaquettes en carbure
Les plaquettes en carbure sont disponibles dans des centaines de géométries standardisées et personnalisées pour s'adapter aux différentes applications et méthodes d'usinage. Les styles les plus courants sont les suivants :
| Style | Description | Attributs clés |
|---|---|---|
| Insert rond | Forme de disque circulaire | Géométrie positive, polyvalente |
| Insert carré | Forme carrée, souvent avec des coins coupés | Sécurité accrue des bords, prévention de la rotation |
| Insert triangulaire | Triangle équilatéral | Le plus grand nombre d'arêtes de coupe |
| Rhombique | Forme de diamant | Résistance accrue et sécurité des bords |
| Autres formes régulières | Inserts en forme de pentagone, d'hexagone et d'octogone | Indexabilité, configurations spécifiques des arêtes |
| Formes irrégulières | Géométries spéciales | Formes complexes comme les fraises à profil d'engrenage |
Outre les styles géométriques simples, les inserts peuvent comporter des brise-copeaux, des trous de refroidissement ou des canaux. Les formes irrégulières offrent des géométries techniques avec des profils d'arêtes de coupe complexes pour répondre à des applications de niche dans l'aérospatiale, la production d'énergie, les industries pétrolières et gazières.
Tailles des Plaquettes en carbure
Les plaquettes en carbure vont des tailles minuscules pour les travaux de tour CNC de type suisse aux grandes plaquettes indexables pour les opérations d'alésage, de fraisage et de rainurage d'ébauche. Les dimensions standard des cercles inscrits sont les suivantes
| Taille du cercle inscrit | Applications typiques |
|---|---|
| 1/16″, 1,5 mm | Tournage de type suisse, petits alésages |
| 3/16″, 3/8″, 5 mm | Alésage de finition, tournage |
| 1/2″, 5/8″, 3/4″ | Tournage, profilage, rabotage |
| 1″ et plus | Alésage grossier, fraisage périphérique |
Les plaquettes en carbure plus grandes permettent des taux d'enlèvement de métal plus importants et une productivité accrue pour les coupes d'ébauche avant de passer à des tailles plus petites pour les passes de semi-finition et de finition. Des longueurs d'arêtes, des rayons d'angle, des épaisseurs et des caractéristiques spécifiques sont conçus pour obtenir les résultats souhaités.
Principaux fabricants de plaquettes en carbure
Les principales marques de plaquettes en carbure destinées aux marchés de Manchester et du monde entier sont les suivantes
ISCAR
Fondée : 1952 en Israël
Siège social : Migdal Tefen, Israël
- Nuances de carbure : Substrats à micrograin élevé et substrats submicroniques plus revêtements BARC ION iTAS TiAlN, ZrN
- Marchés desservis : Automobile, aérospatiale, moulage sous pression, usinage général
- Marques : ISCAR, Ingersoll, outils pour le travail des métaux TaeguTec
Kennametal
Fondée : 1938
Siège social : Pittsburgh, Pennsylvanie USA
- Nuances de carbure : Au-delà des nuances avec des carbures de tungstène à l'échelle nanométrique et des couches supérieures exclusives
- Marchés desservis : Énergie, transport, ingénierie générale
- Marques : Kennametal, WIDIA, Hanita outils de coupe
Korloy
Fondée en 1977 : 1977 Siège social : Chungcheongbuk-do, Corée du Sud
- Nuances de carbure : Une acuité Tri-Tech avec un substrat, des revêtements et des couches de finition à trois niveaux
- Marchés desservis : Automobile, matrices et moules
- Marques : Korloy, Addison, Mirae, plaquettes carbure CrownCUT
Kyocera Unimerco
Fondée en 1959 : 1959 Siège social : Ann Arbor, Michigan USA
- Nuances de carbure : Nuances de carbure à grain ultrafin et technologie de revêtement avancée
- Marchés desservis : Aérospatiale, automobile, médecine, moules et matrices
- Marques : Kyocera, plus sept sociétés fusionnées
Matériaux Mitsubishi
Fondée : 1970
Siège social : Tokyo, Japon
- Nuances de carbure : Substrats à micro-grains NHS ultra-lisses, technologie de revêtement Miracle
- Marchés desservis : Automobile, moulage sous pression
- Marques : Plaquettes et outils de coupe en carbure Mitsubishi
Sandvik Coromant
Fondée : 1942 Siège social : Stockholm, Suède
- Nuances de carbure : Nuances CoroTurn renforcées wisker comme GC4330 pour les aciers inoxydables
- Marchés desservis : Aérospatiale, automobile, usinage général
- Marques : Sandvik Coromant outils ronds pour le tournage
Tungaloy
Fondée en 1968 : 1968 Siège social : Arlington Heights, Illinois USA
- Nuances de carbure : Micrograin MC et Nanograde NM tournage de pièces dures
- Marchés desservis : Moulage sous pression, automobile, médical
- Marques : Outils de coupe ronde Tungaloy pour l'industrie
Outils Walter
Fondée en 1919 1919 Siège social : Tübingen, Allemagne
- Nuances de carbure : Grain ultra-fin Duratomic avec revêtement Twin Adaptive nanostructuré
- Marchés desservis : Automobile, aviation, ingénierie énergétique
- Marques : Walter Tools outils pour le travail des métaux et outils de coupe
Ces fabricants, ainsi que d'autres, offrent un large choix de nuances, de géométries, de tailles et de spécifications personnalisables de plaquettes en carbure pour répondre à tous les types d'usinage dans les environnements de fabrication de la région de Manchester.
Insert en carbure Comparaison des styles
| Paramètres | Insert rond | Insert carré | Insert triangulaire |
|---|---|---|---|
| Sécurité des bords | Juste | Bon | Bon |
| Indexabilité | 2-8 bords | 2-8 bords | 3-6 bords |
| Application fit | Objectif général | Une force accrue | Bords maximums |
| Embouts remplaçables | Brasé | Clampé | Clampé |
| Coût relatif | Faible | Modéré | Haut |
Le choix du modèle se fait en fonction de la rigidité requise, du nombre maximum d'arêtes de coupe utilisables et des paramètres de fonctionnement. La méthode d'alimentation en liquide de refroidissement a également une incidence sur la sélection.
Le carbure par rapport aux autres matériaux d'outillage
Carbure et acier rapide
Les plaquettes en carbure ont une durée de vie 10 à 20 fois supérieure à celle des outils en acier rapide. Dureté à chaud et résistance à l'usure beaucoup plus élevées. Cependant, le carbure est plus fragile et offre moins de solidité et de résistance aux chocs que l'acier rapide plus résistant.
Carbure et céramique
Les céramiques à base de nitrure de silicium ont une dureté proche de celle du diamant, mais sont chimiquement inertes, contrairement à ce dernier. Les céramiques sont plus sensibles à la température et leur résistance à l'impact est plus faible. Elles sont plus coûteuses que les plaquettes en carbure.
Carbure vs. cBN/PCBN
Le CBN polycristallin, deuxième matériau le plus dur, présente une stabilité thermique pour l'usinage à grande vitesse du fer et de l'acier. Plus cher que les plaquettes en carbure, mais taux d'usure inférieurs aux paramètres extrêmes.
Carbure et diamant
Le diamant naturel et le diamant polycristallin ont une dureté beaucoup plus élevée que le carbure, une friction plus faible et une conductivité thermique élevée. Toutefois, le carbure est plus résistant pour les coupes interrompues. Le diamant est coûteux et réagit avec les matériaux ferreux.
Il n'existe pas de matériau de plaquette universellement meilleur. Le carbure offre un équilibre optimal entre la résistance à l'usure et la résistance à la rupture transversale dans la plus large gamme d'applications, de l'ébauche à la finition. Les nuances de carbure avancées continuent de repousser les limites de performance, égalant ou dépassant les matériaux d'outils de coupe exotiques.
FAQ
Q : Quelle est la nuance de carbure adaptée à l'usinage de l'acier inoxydable ou d'autres alliages ?
R : Pour les aciers inoxydables austénitiques ou duplex, envisagez des nuances revêtues à teneur moyenne en cobalt, comme le cobalt 10%. Évitez les nuances ultrafines, car une faible teneur en cobalt offre une meilleure résistance aux chocs.
Q : Comment les propriétés des revêtements en carbure sont-elles adaptées aux matériaux des pièces à usiner ?
R : Les revêtements durs comme le TiAlN supportent les températures élevées lors de l'usinage des alliages de nickel. Les revêtements à faible friction sont utiles pour les composites et les alliages collants. Les revêtements spécialisés continuent d'élargir la compatibilité des matériaux de travail.
Q : Quand utilise-t-on des géométries de disjoncteurs mis à la terre ou moulés ?
R : Les brise-copeaux rectifiés permettent d'obtenir des profils d'arête précis mais sont plus coûteux. Les géométries moulées sont plus faciles à produire en masse par pressage, mais elles sont moins définies. Les deux types de brise-copeaux fonctionnent avec une sélection appropriée.
Q : Quelles sont les pratiques recommandées en matière de manipulation des encarts ?
R : Portez toujours des gants lorsque vous manipulez les produits afin d'éviter le transfert d'huiles cutanées. Utiliser des boîtes à plaquettes appropriées avec des compartiments séparés afin d'éviter tout contact ou endommagement des bords pendant le stockage. Rejeter les plaquettes ébréchées ou endommagées.
Q : Quand utiliser des plaquettes en carbure ou des outils à pointe en carbure remplaçable ?
A : Les plaquettes s'indexent rapidement sur des arêtes de coupe neuves. Les pointes remplaçables permettent des configurations de queue personnalisées. Le choix dépend de la souplesse d'installation requise et de la capacité à positionner précisément les plaquettes.
