Qu’est-ce qu’une fraise en carbure ?
Les fraises en carbure sont principalement utilisées sur les fraiseuses et les perceuses.
Elles sont principalement utilisées pour couper des matériaux durs ou difficiles à usiner.
Une autre caractéristique est la dureté extrême du matériau.
Le carbure est un alliage obtenu par frittage d’une poudre de carbure dur avec une poudre de métal à base de fer.
La forme des arêtes de coupe peut varier, mais les principaux types couramment utilisés sont les formes spiralées à deux et quatre goujures.
Utilisations des fraises en carbure
L’utilisation des fraises en carbure présente des avantages et des inconvénients qu’il convient de prendre en compte en fonction de l’usage auquel elles sont destinées.
- Les avantages sont les suivants
Par rapport à l’acier rapide, elles sont extrêmement dures, ce qui permet une coupe à grande vitesse et réduit le temps d’usinage.
De plus, la nature inflexible et très rigide des HSS empêche la flexion et l’élargissement de l’arbre et permet un usinage plus précis. - Les inconvénients sont les suivants
En termes de résistance à la perte de résistance, les fraises en carbure cémenté sont moins bonnes que les HSS, ce qui les rend plus sujettes aux défauts de surface de la lame, etc.
Principe des fraises en carbure
Cette section décrit la structure et les principes des fraises en carbure.
Les fraises en carbure sont utilisées pour couper des matériaux difficiles à usiner.
Le “carbure cémenté” des fraises en carbure est un alliage obtenu par frittage d’une poudre de carbure métallique très dure avec une poudre de métal à base de fer.
Il est extrêmement dur, avec un module d’élasticité longitudinale trois fois supérieur à celui du fer et une dureté d’indentation d’environ 90.
Les fraises en carbure sont plus dures que l’acier rapide, le métal de base, et peuvent donc couper à des vitesses élevées,
Sa nature inflexible et très rigide lui permet également de se prêter à des coupes de précision.
Aussi, afin d’utiliser correctement les fraises en carbure cémenté, il convient de tenir compte du diamètre et du type de fraise,
Le diamètre et le type de fraise en carbure ainsi que le matériau à couper doivent être vérifiés au préalable afin de s’assurer que les conditions de coupe sont adaptées à l’usinage.
Les fraises en carbure peuvent être réutilisées en les recouvrant et en les polissant.
Chaque pièce est plus chère que l’acier rapide, mais la durée de vie de l’outil est plus longue et le coût final est inférieur à celui-ci.
Matériaux des fraises en carbure
Les fraises en carbure sont des outils de coupe qui nécessitent une dureté et une durabilité élevées, et la pièce à usiner est fondamentalement un matériau métallique, mais il existe également des aciers à outils et d’autres matériaux qui sont extrêmement durs et difficiles à usiner. C’est pourquoi le matériau des fraises en carbure est un alliage de carbure cémenté composé de fines particules de carbure de tungstène (WC) extrêmement dures liées à du cobalt (Co), qui est à la fois souple et dur.
La méthode de fabrication consiste à mélanger uniformément les poudres de carbure de tungstène et de cobalt dans un mélangeur de poudres, puis à les presser dans la forme d’une fraise à l’aide d’une matrice de formage. Elle est ensuite frittée à une température élevée de 1300°C ou plus et complétée par un pressage hydrostatique à chaud (HIP) pour éliminer les défauts internes tels que les espaces entre les poudres.
Pour améliorer encore la résistance à l’usure et à la chaleur, des revêtements durs tels que le nitrure de titane (TiN) ou le carbure de titane (TiCN) peuvent être appliqués pour prolonger la durée de vie. Au bout d’un certain temps d’utilisation, l’épaisseur du revêtement diminue et, en même temps, sa fonctionnalité se dégrade, de sorte qu’il peut être réutilisé, bien que dans une mesure limitée, par l’application d’un nouveau revêtement.
Dureté des fraises en carbure
La dureté des fraises en carbure est déterminée par la quantité de carbure de tungstène et la taille des particules. Plus la quantité de carbure de tungstène est élevée et plus la taille des particules est petite, plus la fraise est dure, mais elle est aussi plus fragile et donc plus susceptible de s’écailler et de se fissurer.
La dureté varie en fonction de la quantité de carbure de tungstène et de la taille des particules, la dureté Vickers allant de 900 HV à 1850 HV. Comparée à la valeur la plus élevée de l’acier trempé, qui est d’environ 860 HV, il s’agit d’une dureté extrêmement élevée. La dureté des fraises en carbure cémenté peut donc être ajustée par le carbure de tungstène, ce qui permet de choisir celle qui convient en fonction des propriétés de la pièce à usiner.
Le revêtement modifie également la dureté de la surface supérieure, ainsi que la résistance à la chaleur et l’évacuation des copeaux de coupe, de sorte que la dureté de la fraise en carbure elle-même doit être jugée de manière globale.