Matériaux
ARS
Les outils ARS (Acier Rapides Supérieurs) sont élaborés à partir d’un acier faiblement allié subissant un traitement thermique. Il est toujours utilisé pour certains types d’outils comme les forets, ou les outils nécessitant un angle de tranchant très faible.Ils ne permettent pas une vitesse de coupe élevée car un échauffement trop important élimine la trempe de l’outil, et crée donc un effondrement rapide de l’arête de coupe.
Fabrication : par coulée en coquille ou par métallurgie des poudres
Composition : 0,7 % de Carbone minimum
4 % de Chrome environ
Tungstène, Molibdène, Vanadium
Cobalt pour les plus durs.
Dureté : de 63 à 66 Hrc
Carbures
Le outils carbures sont les plus utilisés actuellement. Il en existe de toutes formes pour chaque type de matériau et pour chaque type d’usinage. Ils se présentent sous la forme d’une plaquette que l’on vient fixer sur un porte outil. Le remplacement de la plaquette est donc très rapide.Ils sont souvent revêtus d’un carbure plus dur. On obtient ainsi une plaquette dont le noyau est tenace et dont la surface extérieure est très dure.
Fabrication : par frittage de poudre, puis revêtement
Composition : Noyau en carbure de tungstène (T° de fusion 2600°)
Ou en carbure de titane (3100°), ou tantale (3780°) ou mobium (3500°)
Liant : cobalt : le plus courant ou nickel.
Revêtement en oxyde d’aluminium (céramique appelée corindon : Al2O3)
Cermets
Ce nom vient de céramique-métal car il représente les carbures ayant des particules de Titane, de carbonitrure de Titane ou de nitrure de Titane.Ces outils doivent être alliés à du carbure de Molibdène pour augmenter leur ténacité.
Ils sont utilisés pour des grandes vitesses de coupe associées à de faibles avances, donc pour de la finition.
Le matériau étant fragile, il ne faut pas d’interruption de coupe (plan de joint…).
Céramiques
Ce sont, pour les outils de coupe, les oxydes et les nitrures : oxyde d’aluminium et nitrure de silicium.Les céramiques ont une grande dureté (donc une faible ténacité) avec une grande stabilité à haute température et aucune réaction avec la matière usinée.
Les céramiques permettent un grand débit de matière, mais nécessitent une grande stabilité de la machine, un strict respect des conditions de coupe et une méthode d’usinage adaptée (approche de l’outil).
Nitrure de Bore Cubique (CBN)
Le CBN offre une très grande dureté, c’est le matériau le plus dur après le diamant. Il comporte l’avantage par rapport au diamant de ne pas s’oxyder à haute température. Il est aussi utilisé pour faire des meules de rectification, pour usiner les pièces dures…Son utilisation requiert
• Une machine stable
• Une grande rigidité de la pièce et du porte pièce
• Un arrosage
Diamant
L’utilisation du diamant est fortement répandu comme constituant des meules, ou des grains de ré-affûtage des meules.Il a un faible coefficient de frottement ce qui limite l’apparition d’arête rapportée (donc peut d’encrassage).
Par contre, son énorme inconvénient réside dans sa non-stabilité à haute température. Un diamant soumis à une température de plus de 650 ° se transforme en un vulgaire morceau de graphite… On ne peut donc pas l’utiliser pour les matériaux ferreux.
Par contre, il convient aux matériaux non ferreux s’usinant à base température : alliage d’aluminium, de cuivre, de magnésium, résines thermodurcissables…