Connaître la matière à usiner est la clé
L'acier inoxydable "INOX" vient du mot français inoxydable, qui signifie simplement non oxydable. Pour obtenir de l'acier inoxydable, il suffit d'ajouter suffisamment de chrome, élément de base, à la base de fer, au minimum à 10,5% mais généralement au-dessus de 12%. D'autres alliages peuvent également être ajoutés pour créer un matériau présentant des différences de structure, des caractéristiques nécessaires de magnétisme, de dureté, de résistance aux températures élevées ou la possibilité d'un polissage élevé.
Les grands groupes Inox sont :
- Férritique
- Martensitique (y compris les aciers à durcissement par perception)
- Austénitique
- Austénitique-Férritique
Chaque groupes d'acier inoxydable se comporte de manière totalement différente. Par conséquent, il est essentiel de savoir quel acier inoxydable vous êtes sur le point d'usiner. Ici, il est en fait utile de se tourner vers l'industrie du soudage pour obtenir de l'aide.
Le diagramme et le calcul de Schaeffler - fournissent un équivalent nickel et chrome pour positionner le matériau dans sa zone de comportement respective. Les deux valeurs indiquent les caractéristiques du matériau à attendre pendant l'usinage. Cela nous aide également à comprendre pourquoi certains matériaux, ayant des composants principaux différents, peuvent se comporter de manière similaire.
Les aciers inoxydables ferritiques
sont la combinaison de base du fer et du chrome ≥12% déjà mentionné. Quelques exemples typiques sont 1.4016 [AISI 430], 1.4152 [AISI 409] et 1.4113 [AISI 434]. Bien qu'ils ne soient pas couramment utilisés dans l'industrie de la découpe des métaux, ils sont beaucoup plus courants dans le formage des métaux en raison de la caractéristique supplémentaire de magnétisme sans corrosion. La peau extérieure du réfrigérateur de votre cuisine est probablement en acier inoxydable férritique. Comme ils ne sont pas dur thermiquement, les aciers inoxydables férritiques sont relativement faciles à usiner. Des paramètres d'usinage similaires aux aciers non alliés de même résistance peuvent être appliqués.
Si le traitement thermique est une caractéristique nécessaire, du carbone (0,1 - 0,45%) est ajouté et convertit les aciers inoxydables férritiques en aciers inoxydables martensitiques. Quelques exemples typiques sont 1.4006 [AISI 410], 1.4021 [AISI 420], 1.4057 [AISI 431] et 1.4125 [AISI 440C]. Dans cette même catégorie tombent les aciers inoxydables à durcissement par précipitation ou PH, le plus souvent 15-5PH ou 17-4PH. L'usinage se produit généralement avant le traitement thermique et est encore modéré à usiner. Une dureté et une résistance à la traction élevées peuvent conduire à des forces de coupe très élevées. Dans un état durci, attendez-vous à une usure élevée de l'outil due à l'abrasion et à la charge thermique. Dans les aciers inoxydables martensitiques, vous pouvez envisager un fraisage à sec pour éviter les fissures thermiques réduisant la durée de vie de l'outil plus que ne le ferait l'arête rapportée.
En reprenant les Aciers Inoxydables Férritiques comme base et en ajoutant du Nickel (3,5 à 14%) vous obtenez les Aciers Inoxydables austénitiques les plus courants. Quelques exemples typiques sont 1.4301 [AISI 304] également appelé V2A et l'un des plus longs autour de 1.4401 [AISI 316] et 1.4550 [AISI 347]. Les aciers inoxydables austénitiques se composent principalement de fer, de 16 à 28 % de chrome et jusqu'à 35 % de nickel. L'usinage des aciers inoxydables austénitiques peut être considéré comme difficile en raison de la formation d'arêtes rapportées et de copeaux adhérant à l'arête de coupe. Ces conditions ne peuvent pas être traitées de la même manière que l'usinage non ferreux avec des vitesses de coupe plus élevées, mais uniquement avec des quantités plus élevées de pression et de volume de liquide de refroidissement, y compris l'utilisation d'additifs haute pression. La forte tendance à la déformation plastique des aciers inoxydables austénitiques entraîne un écrouissage et peut également créer un effet de retour élastique qui provoque, par exemple, une usure plus rapide des marges de perçage. Comme la conductivité thermique des aciers inoxydables austénitiques est inférieure d'un tiers à celle de l'acier ordinaire, une charge thermique plus élevée sur les arêtes de coupe se produit et doit être éliminée avec un copeau relativement épais pour évacuer la chaleur. Ce qui augmente encore les forces de coupe et les charges sur les bords en coupe.
Enfin, les aciers inoxydables austénitiques-férritiques qui sont très riches en chrome (>24%) et en nickel. Ils sont plus communément connus sous le nom d'aciers inoxydables Duplex et Super-Duplex en raison de leur microstructure mixte avec environ 50 % d'austénite et 50 % de ferrite en proportion. Cette combinaison 50/50 permet de gérer les quantités de matériaux et 1.4362 [AISI 2304], 1.4462 [AISI 2205], 1.4410 [AISI 2507] sont quelques-unes des plus courantes. Les aciers inoxydables austénitiques-férritiques combinent les caractéristiques des nuances férritiques et austénitiques et sont très difficiles à usiner. Même à la température la plus élevée, ils ont presque le double de la résistance à la traction de l'acier inoxydable austénitique. De même, comme l'acier inoxydable austénitique, les traitements de surface tels que le laminage à froid, le dressage, etc. et la coulée conduisent à une surface dure. Parfois, cette dureté de surface peut être traitée en coupant sous la surface, par ex. fraisage conventionnel au lieu du fraisage ascendant. En général, les aciers inoxydables austénitiques doivent être usinés avec les vitesses de coupe les plus basses pour maintenir les températures basses.
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