Nuances de coupe

pour l’usinage des métaux,
que choisir?
Edition 2007-2008 revue et entièrement mise à jour
La sélection des nuances des matériaux de coupe
dont dispose aujourd’hui l’industrie pour l’usinage des
métaux n’est pas évidente, loin de là. Les carburiers
ont, à la fois, tellement cherché à élaborer des nuances
les plus polyvalentes possibles et d’autres extrêmement affinées en vue de répondre à des applications
plus orientées que quiconque n’est pas un technicien
vraiment averti est en droit de se demander quelle solution il serait opportun de choisir pour répondre, dans
les meilleures conditions de productivité, de qualité du
travail et économiques, à ses propres besoins.
L’offre s’élargit et/ou évolue régulièrement
Lorsque l’on réalise, par ailleurs, que pour une grande majorité des nuances disponibles sur le marché il
existe une panoplie de plaquettes de taille, de forme et,
qui plus est, de géométrie différentes, le responsable
des outils de coupe d’une entreprise, quelle que soit
son importance, est en droit de s’inquiéter. A quoi se
limiter? Jusqu’où décemment recourir à des solutions
plus spécifiques?
Au cours de ces dernières années, une nette tendance consistait à recommander de limiter les inventaires en ne maintenant en stock, dans toute la mesure du
possible, que des nuances suffisamment polyvalentes.
Seulement, les énormes progrès enregistrés pour répondre aux exigences de productivité et de qualité des
usinages - aussi bien dans la nature des matériaux de
coupe de base, allant des carbures massifs et micrograins aux nitrures de bore cubique et aux diamants polycristallins, en passant par les céramiques et les cermets, que dans la variété des revêtements et des technologies pour les déposer - ont abouti à la mise au point
d’une panoplie de plus en plus élargie de nuances de
matériaux de coupe associant des substrats spécifiquement élaborés pour apporter les caractéristiques
physiques indispensables à la mise en valeur des propriétés supérieures de revêtements souvent fort complexes. Cette évolution considérable a, ainsi, conduit à
offrir aux usineurs des produits de coupe répondant de
manière si précise à des cas d’application de plus en
plus “pointus” que, pour des fabrications un tant soit
peu de série, les résultats économiques en justifient
très largement l’emploi… même si cela ne manque pas
de gonfler à nouveau la variété des nuances et des géométries à tenir en inventaire.
TRAMETAL
Décisions de moins en moins évidentes
à prendre pour l’utilisateur
Les grands de l’outil de coupe, certes, s’ingénient à
offrir aux industriels de l’usinage des métaux des “aides” destinées à leur permettre d’identifier quels produits retenir en fonction de leurs besoins. Les utisateurs, néanmoins, ont tendance à conserver, aussi longtemps que leurs résultats économiques ne les alertent
pas, les types d’outils auxquels le personnel est accoutumé. Tant que ça marche, on ne bouge pas! Tel est très
fréquemment le raisonnement, même s’il est à courte
vue. Néanmoins, les pressions économiques internationales de plus en plus fortes s’ajoutant aux exigences de
qualité chaque jour plus sévères font que les positions,
aussi ancrées soient-elles, ont nettement tendance à se
modifier pour rechercher, au moindre investissement,
des mieux significatifs, tant en rendement qu’en prix de
revient. Or, ce moindre investisse-ment se situe irrémédiablement dans l’adoption de matériaux en des nuances et avec des géométries appelées à accroître et à
affiner les paramètres d’usinage jus-que-là adoptés car
donnant toute satisfaction. La première approche, il n’y
en a pas d’autre plus simple, consiste à rechercher
dans l’offre d’un nombre aussi large que possible de
fournisseurs la ou les nuances semblant, effectivement
et a priori, assez bien répondre aux attentes.
Guide technique de première approche
pour orienter l’utilisateur
Cette offre générale en matière de nuances de coupe fait l’objet du présent Guide, à jour au 1 décembre
2007, résultat d’une longue expérience dans la création, voici près de trente ans, des tout premiers tableaux
comparatifs élémentaires de ce domaine qui n’a-vait
guère évolué avec le temps. Aujourd’hui, la recherche
d’une information rapide capable de cibler au plus précis quelle nuance répond à quoi a pu aboutir à une version logique de ce guide comparatif, résultat de la
consultation directe des carburiers les plus en vue du
marché ayant accepté de s’associer à un travail destiné
à réaliser une synthèse suffisamment étayée de l’offre
actuelle pour inciter l’utilisateur à faire appel aux matériaux de coupe les plus récents. Il présente, ainsi, en regard d’une nomenclature des nuances de chaque producteur, les plages d’utilisation normalisées ISO maintenant étendues qu’elles couvrent, les types d’usinage
- Spécial “Nuances de coupe” - Décembre 2007 - 5
CONSEILS D’EMPLOI
Nuances de coupe:
CONSEILS D’EMPLOI
Tableau 1 - Symboles normalisés ISO des matériaux de coupe
(MTCVD),
soit par procédé physique
chacun d’eux apportant ses
propriétés particulières et ses propres avantages.
(PVD),
Symbole
Matériau de coupe
HW
Carbure non revêtu composé essentiellement de tungstène
HT
Cermets : Cermets non revêtus contenant principalement du
carbure de titane (TiC) ou du nitrure de titane ou bien les deux
HC
Carbures et cermets de même nature que ci-dessus mais revêtus
CA
Céramiques, essentiellement d’oxyde d’aluminium AL203
Couleurs adoptées
pour symboliser la nature
des matériaux de coupe
Afin de faciliter l’identification
précise des nuances répertoriées
CM
dans ce Guide, outre les symboles
normalisés, leur indication éventuelCéramiques nitrures contenant essentiellement du nitrure de
le en clair, la définition chimique des
CN
silicium Si3N4
couches de revêtement, etc. rapportés dans chaque “échelle” des
CC
Céramiques telles que définies ci-dessus mais revêtues
tableaux comparatifs ISO, une couDP
Diamant polycristallin nu ou revêtu
leur particulière a été adoptée dans
le but de pouvoir visualiser imméBN
Nitrure de bore cubique polycristallin nu ou revêtu
diatement, lors d’une recherche, les
principales catégories de nuances.
pour lesquels elles ont été élaborées et une classifica- Ces couleurs sont résumées dans le tableau 2, au bas
tion assez serrée des principales matières à usiner aux- de cette page. Par ailleurs, aussi pour faciliter la recherquelles elles sont destinées. De plus, en bas des tableaux che en fonction des catégories de matières à usiner, les
est précisée l’aptitude de la nuance pour un travail cases coloriées indiquant les types d’usinage réalisables
avec ou sans arrosage.
et les matériaux usinables, de même que les “échelles”
également en couleur des paramètres de coupe sur la
partie supérieure de chaque ensemble de tableaux, figuSymbolisation normalisée
rent dans la couleur normalisée des classes P, M, K, N,
des nuances de coupe
S et H dans lesquelles entre chaque nuance répertoriée.
Depuis quelques années, des symboles ont fait l’objet d’une norme ISO adoptée pour définir, de manière
simple et compréhensible par tous, la nature de base Être réaliste: on a là un guide, pas des consignes
des matériaux de coupe, non seulement des carbures
L’attention du Lecteur doit être attirée, bien entendu,
métalliques eux-mêmes mais, également, des céramisur
le fait que ce document, aussi concis soit-il, n’a
ques, diamants et nitrures de bore. Elle a un titre qui en
explique clairement la couverure et le but: “Application pour but que de servir de guide destiné à une première
des matériaux de coupe durs pour l’usinage par enlève- approche en vue de trouver une solution à un problème
ment de copeaux - Désignation des principaux groupes de coupe. Encore une fois, les valeurs indiquées dans
d’enlèvement de copeaux et des groupes d’applica- les “échelles” ne peuvent être qu’approchées mais
tion”. Le tableau 1 en haut de cette page a pour objet avec le souci de répondre au mieux à une réalité pratide regrouper l’ensemble des symboles recommandés que. Bien sûr, en aucun cas elles n’engagent les fabripar cette norme. Bien entendu, ils sont destinés à figu- cants concernés qui doivent, évidemment, être consulrer en tête des désignations de chaque nuance, com- tés avant toute application précise.
CDJ
plétés par toute désignation utile pour en étendre la
compréhension comme, par exemple, la nature d’un reTableau 2 - Couleurs adoptées pour les nuances
vêtement ou la plage ISO de base couverte.
Céramiques mixtes à base d’oxyde d’aluminium AL203 mais
contenant d’autres composants que des oxydes.
Dans toute la mesure du possible, on a adopté comme ce fut déjà le cas dans les éditions précédentes
- dans le guide des pages qui suivent ces désignations
recommandées. Malheureusement, cela n’a pas encore été possible dans tous les cas du fait de la non concordance des réponses obtenues de la part des
carburiers et des fabricants d’outils dont quelques-uns
n’ont pas encore adopté ces symboles dans leurs désignations. Toutefois, grâce à l’exemple des marques
d’outils qui les ont intégrés, tous les efforts seront menés pour uniformiser la présentation au fur et à mesure
des nouvelles éditions de ce guide. Par contre, dans
bien des cas où la norme a été respectée, pour les matériaux de coupe revêtus ce sont les fabricants qui n’ont
pas précisé la nature de la ou des couches de revêtement, souvent en se contenant d’indiquer la technique
de revêtement, soit par procédé chimique classique
(CVD) ou par procédé chimique à moyenne température
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Type de nuance
Symbole normalisé
Couleur
Carbure nu
HW
Gris-bleu
Carbure revêtu
HC
Orange
Cermet nu
HT
Rouge clair
Cermet revêtu
HC
Rouge foncé
Matériau type cermet
sans nickel
---
Beige rougeâtre
Céramique AL203
CA
Blanc
Céramique revêtue
CC
Verdâtre
Céramique mixte
CM
Noir
Céramique nitrure
CN
Brun
Nitrure de bore CBN
nu
BN
Mauve clair
Nitrure de bore CBN
revêtu
BN
Mauve foncé
Diamant polycristallin
PCD nu ou revêtu
DP
Violet
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