Des revêtements améliorés permettent aux plaquettes de tournage de fonctionner avec une plus grande efficacité.

2025/01/21 09:51

Les types de dommages causés aux plaquettes de coupe sont principalement divisés en usure et casse (écaillage). La dureté et l'épaisseur du revêtement affectent directement la résistance à l'usure de l'insert, tandis que sa ténacité affecte la résistance de l'insert aux chocs et à la rupture. Lors de la coupe, la formation de couches adhérentes sur la surface de la plaquette et leur retrait forcé lors d'un usinage continu peuvent également entraîner de l'usure et des cassures. La stabilité du matériau de revêtement en termes de résistance thermique et de résistance chimique, ainsi que sa non-affinité avec le matériau de la pièce, contribuent à éviter l'adhérence et les dommages correspondants. La conductivité thermique du revêtement est également importante ; il reflète la capacité du revêtement à dissiper la chaleur générée lors de l'usinage. Une faible conductivité thermique signifie une mauvaise dissipation de la chaleur, qui empêche la chaleur de pénétrer dans l'insert et la transfère à la puce pour l'éliminer, réduisant ainsi l'usure thermique de l'insert.

Plaquettes en carbure CNMG

Le revêtement de quelques micromètres de matériau dur sur la surface de matériaux de substrat tels que le carbure de tungstène peut conférer aux outils de coupe la ténacité du matériau de substrat tout en incorporant également la dureté élevée du matériau dur revêtu. Généralement, une épaisseur de revêtement ne dépassant pas 0,2 % de l'épaisseur de la plaquette peut améliorer considérablement les performances de coupe de la plaquette et de l'outil. Par conséquent, l’application d’inserts et d’outils revêtus est de plus en plus répandue. Dans différentes conditions, le dépôt de différents revêtements peut améliorer l'efficacité de coupe et prolonger la durée de vie de l'outil. De nos jours, les plaquettes et outils non revêtus ne sont utilisés que dans certains procédés d'usinage spéciaux anti-adhérence, l'usinage des métaux non ferreux et les applications à faible coût.
Les revêtements sont généralement divisés en deux méthodes : le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et le dépôt physique en phase vapeur (PVD). Le principe de base du revêtement CVD consiste à introduire des gaz contenant un composé dans un four à haute température (900-1 100°C) pour produire une réaction chimique sur la surface de l'objet à revêtir, déposant ainsi un matériau dur. Le principe du revêtement PVD consiste à utiliser des techniques de dépôt sous vide telles que le placage ionique, la pulvérisation cathodique et le mélange d'ions pour déposer des matériaux durs sur la surface de l'objet à des températures plus basses (100-700°C).
En raison de la température de traitement élevée, les revêtements CVD ne peuvent être appliqués que sur des substrats résistants à la chaleur. Les revêtements CVD ont une forte adhérence au substrat et peuvent former des couches relativement épaisses. En changeant le gaz brut, plusieurs matériaux peuvent être enduits en continu dans le même four. Par conséquent, les revêtements CVD conviennent aux applications de coupe profonde à grande vitesse et à grande avance où un grand volume de matière doit être enlevé en peu de temps. Généralement, les plaquettes de tournage utilisent principalement la méthode CVD pour déposer des revêtements afin d'améliorer leurs performances de coupe. Cependant, du fait de la différence des coefficients de dilatation thermique entre le revêtement et le matériau du substrat, des contraintes résiduelles de traction peuvent facilement se former, ce qui est préjudiciable à la résistance de l'insert à la rupture et à la fatigue.
Examinons les avantages des revêtements PVD. Ils peuvent être appliqués à des températures plus basses, ce qui signifie des exigences moindres en matière de résistance thermique pour le substrat. Le processus de revêtement ne réduit pas la résistance et la ténacité du tranchant. Le revêtement est plus fin et produit une contrainte résiduelle de compression dans le film de revêtement, ce qui améliore la résistance à la rupture et à la fatigue. Selon la norme internationale ISO, les matériaux des outils de coupe sont classés comme suit : P pour l'acier, M pour l'acier inoxydable, K pour la fonte, N pour les métaux non ferreux, S pour l'acier résistant à la chaleur et H pour l'acier à haute dureté. . Chaque matériau est ensuite divisé en plusieurs catégories en fonction de leurs performances et de leur composition : 01, 10, 20, 30 et 40. Plus le nombre est bas, plus le matériau est dur ; plus le chiffre est élevé, plus c'est difficile. Par exemple, les matériaux des outils de coupe pour l'acier sont marqués P01, P10...P40, et il en va de même pour les autres. Pour différents matériaux et conditions de coupe, des plaquettes constituées de matériaux correspondant à différents codes doivent être utilisées pour l'usinage.


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