Début de l'article SANDVIK COROMANT
Des difficultés apparaissent toutefois pour la semi-finition à proximité d'épaulements. Ici, ni les plaquettes carrées, ni les plaquettes rondes ne conviennent, à l'évidence. Sandvik Coromant s'est penché sur le problème et a mis au point une nouvelle solution d'outillage baptisée Xcel. Il s'agit d'une plaquette rhombique dotée d'arêtes à 45 degrés (CNMX). Cette configuration présente des très nombreux avantages qu'il n'était pas possible de trouver dans un seul outil auparavant. Parmi ces avantages, relevons une usure en entaille réduite et des vitesses de coupe plus élevées qu'avec les plaquettes rhombiques conventionnelles, des forces radiales réduites et une épaisseur de copeau plus constante qu'avec les plaquettes rondes, la possibilité de travailler contre des épaulements pour produire de véritables angles à 90°, une meilleure accessibilité dans les espaces restreints qu'avec les plaquettes carrées, la possibilité de travailler dans les deux directions et, enfin, un point de décalage déterminé pour un positionnement précis de l'arête de coupe.
Sandvik Coromant propose deux plaquettes Xcel CNMX pour des profondeurs de coupe de 1,5 et 2,5 mm en semi-finition. Elles sont disponibles dans les nuances H13A, GC1105 et S05F.
La nouvelle stratégie de tournage offerte par les plaquettes Xcel permet de doubler la productivité en semi-finition d'épaulements dans des superalliages réfractaires grâce à des conditions de coupe plus élevées. Dans un essai d'usinage d'un anneau de 650 mm de diamètre en Nimonic PE16 avec une profondeur de coupe de 1,7 mm, une plaquette concurrente utilisée à une avance de 0,2 mm/tr et une vitesse de 32 m/min permettait d'usiner exactement une pièce par arête. Avec la technologie Xcel et une plaquette CNMX dans la nuance S05F appliquée à 0,3 mm/tr et 50 m/min, il s'est avéré possible d'usiner deux anneaux par arête. En outre, le temps de coupe est passé de 8 à 3,5 minutes.
Un autre essai a été effectué pour comparer la productivité obtenue avec les trois types de plaquettes CNMG, CNMX et RCMT de Sandvik Coromant. La plaquette CNMG utilisée était dans la nuance GC1105 et les deux autres dans la nouvelle nuance S05F. Avec une profondeur de coupe de 1,7 mm, la théorie prévoyait que la plaquette ronde RCMT donnerait les meilleurs résultats. L'essai a été pratiqué avec une vitesse de coupe de 50 m/min et une avance de 0,25 mm/tr pour la plaquette CNMG. 117 cm³ d'Inconel 718 ont pu être enlevés en 6 minutes. Pour la plaquette CNMX, une vitesse de 60 m/min et une avance de 0,35 mm/tr ont été utilisées. 214 cm³ de matière ont été enlevés en 6 minutes. Avec la plaquette ronde RCMT, l'avance a été augmentée jusqu'à la valeur optimale pour ce type de plaquette, soit 0,5 mm/tr. Il a suffit de 4,2 minutes pour enlever 214 cm³ de matière. Voilà qui vérifie la validité de la théorie.
Dans l'ensemble, il apparaît que la nuance GC1105 est un choix polyvalent pour la semi-finition dans les superalliages réfractaires. Grâce à son substrat à grain fin, il est possible d'appliquer des vitesses de coupe presque deux fois supérieures à celles qu'autorisait la nuance de la génération précédente H13A. Par ailleurs, son revêtement PVD ultra mince très tenace rend le GC1105 apte aux opérations d'ébauche avec des plaquettes CNMG et DNMG ainsi qu'à toutes les opérations de finition et qu'au tournage de gorges.
Pour les fabricants dont les besoins en productivité sont particulièrement élevés pour le tournage de pièces en superalliages réfractaires, la nuance carbure S05F est la solution la mieux adaptée. Avec son substrat résistant à grain fin et son revêtement CVD mince (qui présente une meilleure adhérence au substrat qu'un revêtement PVD), elle permet d'augmenter la vitesse de coupe dans toutes les applications.
L'utilisation de l'arrosage haute pression est un autre paramètre important pour augmenter la productivité en tournage des superalliages réfractaires. Le système Sandvik Coromant CoroTurn HP est conçu pour acheminer le liquide de coupe sous haute pression jusqu'à l'arête de coupe et pour permettre de multiplier le débit copeaux par un facteur pouvant atteindre 1,5 grâce au contrôle de la température qui autorise des vitesses de coupe et des avances plus élevées. Ce système utilise deux jets laminaires parallèles, à une pression de 100 bars maximum, très proches de l'arête de coupe et dirigés avec une très grande précision sur la zone de la face de dépouille de la plaquette où l'arrosage est le plus efficace.
Le rôle de l'arrosage est d'empêcher l'élévation de la température. Mais il existe un autre groupe de matériaux de coupe qui présente des caractéristiques uniques de résistance aux températures de coupe élevées, les céramiques. Il faut toutefois faire attention aux croyances erronées à leur sujet. En effet, si elles sont très résistantes, elles sont aussi friables. Par conséquent, même si la vitesse de coupe est nettement supérieure à celle des nuances carbure (4 à 6 fois plus dans certaines applications), les avances doivent absolument rester relativement basses. Pour cette raison, les plaquettes céramique demandent une planification et des techniques étudiées avec soin. Et là encore, un faible angle d'attaque (inférieur à 45 °) est requis en raison de la faible résistance à l'usure en entaille. Les copeaux sont fins et très fragmentés. Leur épaisseur ne dépasse pas 0,15 mm.
La nuance céramique à whiskers CC670 pour les superalliages réfractaires de Sandvik Coromant est déjà bien établie. Elle est résistante et offre des performances élevées, surtout dans les applications instables. Le carburier suédois propose aussi depuis peu deux nouvelles nuances Sialon (silicium, aluminium, oxygène et azote), le CC6065 et le CC6060, qui présentent une meilleure résistance à l'usure en entaille ainsi qu'à l'usure en général dans les applications d'ébauche à semi-finition dans les superalliages réfractaires.
Leurs champs d'applications sont dans la zone des vitesses de coupe de 200 à 300 m/min. avec une profondeur de coupe de 2 mm et des avances comprises entre 0,15 et 0,25 mm/tr. Avec ces nuances aussi les plaquettes rondes s'avèrent être les plus productives lors des essais avec des profondeurs de coupe inférieures à 2 mm.
Paul Williams, Chef produits tournage et outillage, Sandvik Coromant
