Usinage des métaux durs

Les alliages (α-ß)

Ces alliages contiennent les deux phases α et ß ainsi que les stabilisateurs α et ß. La version de titane la plus répandue est le TA6V aussi appelé Ti6Al4V, qui est principalement utilisé par l’industrie aéronautique. Ce type d’alliage est facile à former et offre une très haute résistance à température ambiante et une résistance de bon niveau à très hautes températures. Les propriétés de ces titanes peuvent être influencées par le traitement thermique.

Les alliages ß

Les alliages ß contiennent des éléments de transition tels que du vanadium, niobium, tantalum ou molybdène qui stabilise la phase ß. Les exemples commerciaux les plus répandus de ce type d’alliages sont les titanes 5553, Ti11.5Mo6Zr4.5Sn, Ti15V3Cr3Al3Sn. Les alliages ß subissent bien les traitements thermiques, peuvent être soudés et offre une très bonne résistance mécanique. Ils ont de bonnes propriétés pour les forges. Ces alliages sont cependant plus sensibles à la transition ductile et donc inadaptés aux applications cryogéniques. Les alliages ß sont aussi souvent utilisés sous forme de plaques, pour des sections de pièces fortes, ainsi que pour les rivets et ressorts. 

Les caractéristiques principales des aciers inoxydables viennent du chrome, un des éléments d’alliage. Ce métal est très réactif d’un point de vu chimique et tend très fortement à l’oxydation. L’oxide obtenu génère une fine couche transparente, et protectrice. Alliée avec du fer et du nickel, cette couche devient une surface mixe oxydée capable de ralentir voir de stopper complétement le phénomène de corrosion. 

Les aciers martensitiques

Ces aciers sont utilisés pour leurs très bonnes résistances mécaniques. Les plus utilisés ont environ 13% de chrome (27% au maximum) et un minimum de 0,08%  de carbon (0,15%max). Il y a 3 aciers martensitiques que l’on retrouve dans l’industrie aéronautique, difficile à usiner en raison de leur dureté.

Acier inoxydable martensitique 15-5 PH, dureté de HRc 31 à HRc 43.

Acier inoxydable martensitique 17-4 PH, dureté de HRc 28 à HRc 43.

Acier inoxydable martensitique 13-8 PH, dureté de HRc 33 à HRc 47.

Les aciers ferritiques

Les aciers ferritiques ne peuvent pas être traités thermiquement.

Les aciers réfractaires avec grande concentration de chrome se retrouvent dans cette catégorie.

Les aciers austénitiques

Ces aciers inoxydables sont les plus répandus en raison de leur très bonne résistance chimique, d’une ductilité similaire au cuivre et laiton, et de bonnes propriétés mécaniques. La concentration de chrome est typiquement de 18% (30% aux maximum), à laquelle s’ajoute 10 de nickel (jusqu’à 36% max), alors que le carbone reste très faible.

La stabilité des aciers austénitiques est obtenue avec l’alliage d’éléments de titane et niobium.

De nombreuses pièces aéronautiques sont usinées à partir de plaques et de barres, et le rapport bu-to-fly est toujours très haut. Cela signifie de nombreuses heures d’usinages.

La machine ne peut certes pas toujours être spécialement adaptée à la pièce, il est alors important d’utiliser des processus d’usinage et de programmation avantageux, tel que :

• Fraisage dynamique
• Fraisage tochoidal
• Trèflage et forage
• Grande avance

• Stabilité, et rigidité.
• Arrosage intégré
• Processus sûr
• Faibles efforts de coupe.
• Haute productivité.