Introduction: Le choix essentiel dans l'usinage de précision
Dans le contexte concurrentiel actuel de la fabrication, l'usinage de précision est devenu la pierre angulaire de l'amélioration de la qualité et de la réduction des coûts.Comme les matériaux des pièces de travail deviennent de plus en plus complexes et les exigences de précision de plus en plus strictes, le choix des outils de coupe appropriés devient primordial.Les inserts de diamants polycristallins (PCD) et de nitrure de bore cubique (CBN) sont devenus des solutions spécialisées pour l'usinage de matériaux difficiles, chacun présentant des avantages distincts et des applications optimales.
Partie 1: Caractéristiques fondamentales des pièces jointes de la DPC et de la CBN
1.1 Diamant polycristallin (PCD)
Le PCD est un matériau synthétique composé de cristaux de diamants microscopiques frits sous haute pression et température.Ces cristaux sont liés par des liants métalliques pour créer un matériau composite exceptionnellement dur et résistant à l'usure..
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Propriétés clés:Une dureté extrême (seconde après le diamant monocristallin), une résistance à l'usure exceptionnelle, une excellente conductivité thermique et une inerté chimique.
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Applications idéales:Les alliages d'aluminium (en particulier à haute teneur en silicium), les alliages de magnésium, les polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP), le cuivre et divers matériaux non ferreux.
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Limites matérielles:Acier, fonte et alliages de titane en raison de la réactivité chimique à température élevée.
1.2 Nitrure de bore cube (CBN)
Le CBN est synthétisé à partir d'éléments de bore et d'azote dans des conditions extrêmes, formant des cristaux liés à divers liants pour créer un matériau de coupe thermiquement stable.
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Propriétés clés:Stabilité thermique exceptionnelle (maintient une dureté supérieure à 980°C), haute dureté (seconde après le diamant), résistance chimique au fer et bonne résistance aux chocs.
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Applications idéales:Les aciers durcis (supérieurs à HRC 50), les différentes fonte, les matériaux de métallurgie des poudres et les alliages à base de nickel.
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Limites matérielles:L'aluminium, les alliages de cuivre et les plastiques en raison de l'usure accélérée.
Partie 2: Stratégies de réduction optimisées pour les PCD et les CBN
2.1 Profondeur de coupe: précision sur puissance
Les inserts PCD et CBN excellent dans les opérations de semi-finition et de finition légères plutôt que dans les opérations de rouillage lourd.avec des coupes minimales aussi fines que 0.1 mm (0,004 pouces), selon le rayon du nez.
2.2 Application du liquide de refroidissement: la cohérence est essentielle
L'utilisation de liquide de refroidissement présente une dichotomie: soit appliquer un débit abondant et constant pour un refroidissement efficace et l'évacuation des copeaux, soit utiliser l'usinage à sec pour éviter les chocs thermiques.L'application de liquide de refroidissement intermittent accélère la dégradation des outils en raison du cycle thermique.
2.3 Préparation des bords: le diable dans les détails
Les inserts PCD et CBN modernes disposent de préparations de bords sophistiquées comparables aux outils en carbure.Un traitement approprié des bords améliore la résistance de l'outil, améliore le contrôle de la puce et élimine les défauts microscopiques qui compromettent les performances.
2.4 Vitesse de coupe: dissiper le mythe de la grande vitesse
Bien qu'ils puissent être usinés à grande vitesse, les inserts PCD fonctionnent efficacement sur une large plage de vitesses (200-6000 SFM) en aluminium.Les applications à grande vitesse qui réussissent nécessitent des ensembles d'outils rigides, incorporant souvent des têtes d'abattage équilibrées.
Partie 3: Sélection du matériau pour les inserts PCD et CBN
3.1 Grades PCD: adaptés à l'excellence des matières non ferreuses
La composition en carbone du matériau le rend impropre à l'usinage ferreux à des températures supérieures à 370 °C,où la formation de carbure se produit.
3.2 Grades CBN: conçus pour la prédominance du fer.
La teneur en CBN (haute à basse), la taille du grain et les revêtements spécialisés (TiN, TiCN, AlTiN) créent des variations de performance.Alors que les grades modifiés répondent à des défis spécifiques comme le forage en fonte grise.
Conclusion: L'avenir de l'usinage des matériaux durs
À mesure que les exigences de fabrication évoluent, les technologies PCD et CBN continuent d'avancer vers une dureté plus élevée, une meilleure stabilité thermique et des technologies de revêtement améliorées.La bonne sélection et l'application de ces outils de coupe restent essentiels pour atteindre l'excellence de l'usinage dans les matériaux difficiles.
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