La céramique l'aime chaud

Problème : Que faire si les carbures cémentés ne donnent pas satisfaction lors de l'usinage de superalliages réfractaires ?

Solution : Les nuances céramique de plaquettes correctement utilisées offrent une solution alternative efficace.

Les céramiques SiAlON et whisker sont des alternatives viables pour le tournage et le fraisage des superalliages réfractaires. Les alliages Inconel sont également un sous-groupe important ; ils sont généralement utilisés pour des applications à haute température pour les moteurs d'avion et la production d'énergie. Une autre application de plus en plus fréquente dans l'industrie pétrolière et gazière consiste à souder les matières dures.

Fraisage avec plaquettes céramique de disques de turbines

Les céramiques présentent des avantages en termes de dureté à chaud et de faible réactivité avec les matières de la pièce, mais leur inconvénient est une ténacité moindre par rapport aux carbures cimentés. Il faut donc un processus rigide avec un minimum de vibrations. Les porte-à-faux doivent être courts, les entrées et sorties lisses et, lors du fraisage, il faut éviter le rainurage dans le plein.
Les opérations de tournage et de fraisage avec plaquettes céramique présentent quelques différences majeures. Lors du tournage, les vitesses de coupe culminent à environ 300 m/min, alors que les fraises peuvent atteindre jusqu'à 1 000 m/min. Le tournage avec plaquettes céramique nécessite un arrosage ininterrompu et abondant, alors que le fraisage tolère l'absence totale d'arrosage pour éviter les contraintes thermiques.
Les plaquettes rondes sont parfaites pour le tournage et le fraisage. On recommande des profondeurs de coupe faibles pour obtenir un faible angle d'attaque et éviter ainsi l'usure en entaille.
Pour le fraisage avec plaquettes céramique, il convient d'utiliser des taux d'avance relativement faibles (0,05-0,08 mm/dent) par rapport aux carbures, afin d'atteindre des vitesses de coupe très élevées. La température élevée qui en résulte autour de la zone de coupe renforce l'action de coupe et facilite l'élimination efficace des petits copeaux chauffés au rouge. Le surfaçage est préférable au fraisage d'épaulements et au fraisage de courbe de niveau.

Le fraisage avec plaquettes céramique est une solution productive pour les applications dans les moteurs aéronautiques avec des matières ISO S.

Les plaquettes positives sont optimales pour la méthode recommandée du fraisage en avalant. Les géométries négatives prévalent si le fraisage en opposition est requis, ce qui entraîne des copeaux épais à la sortie.

Résumé

Avec des méthodes optimales, la capacité de vitesse extrême des outils céramique peut offrir des débits copeaux nettement plus élevés dans les applications exigeantes avec superalliages réfractaires.

Cas client

Pièce : Composant en Inconel

Résultat :
Au total, 42 heures de coupe ont été économisées par an, et la productivité a augmenté de 469 %.