Outils en carbure : solides comme un roc

May 16, 2023

Les machinistes à la retraite qui lisent ceci pourraient se souvenir des morceaux de carbure Carboloy 883 affûtés à la main, poussiéreux et abandonnés au fond de leurs boîtes à outils. Par rapport aux outils en acier rapide sur lesquels ces anciens opérateurs de Cincinnati Milacron et Davenport ont fait leurs armes, l'adoption généralisée du carbure de tungstène à l'époque signifiait des avances et des vitesses plus rapides, une durée de vie de l'outil plus longue, une meilleure qualité des pièces et un plus grand tas de pièces. sur le banc à la fin de chaque quart de travail.

Les temps ont changé, tout comme le carbure, plus communément appelé carbure de tungstène ou parfois carbure cémenté. Nous n'explorerons pas ici sa longue histoire, sauf pour dire que le 100e anniversaire de ce matériau d'outil de coupe, le plus important de tous, approche, et comme pour tous les centenaires, il nous incombe d'évaluer s'il est temps de mettre ce vétéran de l'atelier d'usinage au pâturage. .

Au contraire, ont déclaré une foule de fabricants d’outils de coupe ; chacun des fournisseurs interrogés pour cet article est pleinement d'accord sur le fait que le carbure a une vie longue et productive devant lui.

« L'utilisation du carbure monobloc augmente, et connaît une croissance considérable », a déclaré Thomas Raun, directeur technique chez Iscar USA, Arlington, Texas. « Certes, les systèmes indexables et interchangeables représentent une part importante du gâteau, mais il existe encore un grand nombre d'applications pour lesquelles vous ne pouvez pas remplacer une fraise ou un foret en carbure monobloc.

La technologie des substrats et des revêtements continue de progresser, permettant des outils toujours plus performants qui amélioreront considérablement l'efficacité et la rentabilité de l'industrie de l'usinage. C'est ce qu'affirme Sarang Garud, chef de produit chez Walter USA LLC, Waukesha, Wisconsin. « Cela étant dit, nous nous attendons à voir davantage d'aluminium utilisé dans l'industrie automobile et d'autres industries, de sorte que le diamant polycristallin (PCD) va également croître considérablement. même si le carbure restera numéro un.

Et Steve Lind, vice-président des outils ronds monobloc pour les Amériques chez Sandvik Coromant, Mebane, Caroline du Nord, a déclaré que son entreprise s'attend à une croissance continue du marché du carbure monobloc dans un avenir prévisible. « J'attribue une grande partie de cela aux capacités de conception accrues des fabricants d'outils de coupe, ainsi qu'à des équipements de meulage plus avancés. Le résultat est une large sélection de produits qui permettent à l'industrie de tirer pleinement parti de la technologie d'usinage sophistiquée d'aujourd'hui.

Ce n'est là qu'un échantillon de l'enthousiasme général pour les outils de coupe en carbure monobloc et des gains de productivité qu'ils apportent. Malgré la concurrence, les experts de Kennametal, Ingersoll Cutting Tools, Horn USA, Ceratizit et Scientific Cutting Tools ont tous convenu que l'utilisation du carbure continuerait à prospérer au cours de la prochaine décennie et au-delà.

Mais comme l'a fait allusion Garud de Walter, qu'en est-il des outils de coupe avancés en PCD et en nitrure de bore cubique (CBN) ? Et que s'est-il passé avec tout ce battage autour des fraises en céramique solide, avec des photographies de magazines sur papier glacé montrant des flammes jaillissant de pièces en Inconel semblant sonner le glas d'une fin certaine pour le carbure, du moins lorsqu'il s'agissait de fraisage de superalliages ? Le carbure ne peut sûrement pas rivaliser avec ces matériaux d’outils de coupe ultra-durs et résistants à l’abrasion ?

« La céramique solide peut être utilisée à la place du carbure solide dans certaines applications, en particulier pour l'ébauche », a déclaré Danny Davis, ingénieur principal chez Kennametal Inc, basé à Pittsburgh. « Cependant, le carbure est généralement encore nécessaire en conjonction avec la céramique pour compléter de nombreuses pièces. . De plus, les céramiques nécessitent des vitesses de surface très élevées pour plastifier correctement le matériau et faire fonctionner les outils comme ils le devraient. Tous les centres d'usinage n'ont pas le régime de broche nécessaire, ni la rigidité. Cette équation va changer à mesure que nous et d'autres fournisseurs introduisons des fraises en céramique de plus grands diamètres et développons des céramiques capables de faire face à des paramètres de fonctionnement moins stricts. Même ainsi, ce n'est pas toujours la solution parfaite.

Ceratizit USA Inc., Warren, Michigan, est un autre fabricant d'outils de coupe actif dans le domaine du fraisage de la céramique. Et même si le Dr Uwe Schleinkofer, responsable de la recherche et du développement du groupe Ceratizit, reconnaît que le développement de la céramique est en cours, il ne pense pas que cela remettra en question les outils de coupe en carbure monobloc dans un avenir proche. "La céramique a sa place et constitue souvent la meilleure solution dans des conditions sèches et des vitesses de broche accélérées, mais son utilisation à l'avenir continuera à se limiter à ces applications de niche."