Compatibilité des matériaux : fraises en acier rapide en usinage P20, 718H, NAK80, H13

Fraises en bout en acier rapide sont largement utilisés dans l’industrie manufacturière en raison de leur excellente résistance à l’usure, de leur ténacité et de leur polyvalence. Lorsqu'il s'agit d'usiner des aciers à outils résistants, tels que P20, 718H, NAK80 et H13, le bon outil de coupe peut faire une différence significative en termes d'efficacité, de durée de vie de l'outil et de qualité globale de la pièce finie. Dans cet article, nous explorerons les performances des fraises en bout HSS lors de l'usinage de ces matériaux et pourquoi elles constituent un excellent choix pour le traitement des matériaux tendres et durs.

1. Comprendre les matériaux : P20, 718H, NAK80 et H13

Acier à outils P20 : Couramment utilisé pour les moules et les matrices, le P20 est un acier à outils pré-durci de dureté modérée. Il est connu pour sa bonne usinabilité et est souvent utilisé pour fabriquer des moules pour le moulage de plastiques et de métaux légers.

718H (Inconel 718) : Alliage nickel-chrome à haute résistance, l'Inconel 718 est généralement utilisé dans les environnements à haute température comme l'aérospatiale et les moteurs à turbine. Il est connu pour sa solidité, sa ténacité et sa résistance à l’oxydation et à la corrosion.

NAK80 : Il s’agit d’un acier pour moules de haute qualité utilisé principalement dans les moules d’injection plastique. Le NAK80 offre une dureté élevée, une excellente polissabilité et est souvent utilisé dans la fabrication de moules à détails fins en raison de sa capacité à maintenir des tolérances serrées.

Acier à outils H13 : Acier à outils pour travail à chaud, le H13 est conçu pour les applications à haute température. Il est couramment utilisé pour les matrices et les moules qui fonctionnent dans des conditions chaudes, comme dans l’industrie du formage des métaux.

2. Performances des fraises HSS sur différents matériaux

Chacun de ces matériaux présente ses propres défis en matière d'usinage. Le tranchant, la résistance à l'usure et la ténacité des fraises en bout HSS les rendent très efficaces pour traiter une gamme de matériaux durs et mous. Voici comment ils fonctionnent avec chacun :

Acier à outils P20 : les fraises en bout HSS sont un excellent choix pour l'usinage du P20 en raison de la dureté modérée du matériau. Ces outils offrent une haute précision et sont capables de maintenir un tranchant tranchant, ce qui se traduit par des finitions lisses et une longue durée de vie de l'outil. L'excellente ténacité du HSS garantit des performances stables même sous des charges légères à modérées.

718H (Inconel 718) : L'usinage de l'Inconel 718 est un défi en raison de sa haute résistance et de sa tendance à l'écrouissage. Les fraises en bout HSS, avec leur résistance à l'usure améliorée, peuvent traiter ces matériaux difficiles, bien qu'elles soient généralement utilisées dans des applications nécessitant des vitesses de coupe et des avances modérées. Un refroidissement adéquat (par exemple par brouillard d'huile ou refroidissement par eau) est souvent nécessaire pour réduire l'accumulation de chaleur et améliorer la durée de vie de l'outil.

NAK80 : Ce matériau nécessite une haute précision et une excellente finition de surface, ce qui fait des fraises en bout HSS avec un tranchant et une stabilité des bords supérieurs un bon choix. Ces fraises en bout sont bien adaptées aux opérations d'usinage fin, offrant des finitions de surface de haute qualité, ce qui est crucial pour les applications dans la fabrication de moules.

Acier à outils H13 : les fraises en bout HSS fonctionnent bien sur le H13 en raison de leur ténacité, ce qui aide à maintenir l'intégrité de l'outil pendant les opérations à haute température. Ces fraises en bout permettent un usinage grossier et fin avec des résultats constants, en particulier lorsqu'elles sont associées à des techniques de refroidissement appropriées comme le refroidissement par eau.

3. Facteurs affectant les performances d'usinage

Bien que les fraises HSS soient polyvalentes, certains facteurs peuvent influencer leurs performances lors de l'usinage de ces matériaux :

Vitesse de coupe et avances : Chaque matériau a une vitesse de coupe et une avance optimales. Pour les matériaux plus tendres comme le P20, des vitesses de coupe plus élevées sont souvent possibles. Pour les matériaux plus résistants comme le 718H, des vitesses plus faibles sont généralement recommandées pour éviter une usure excessive des outils et une génération de chaleur.

Sélection du liquide de refroidissement : L'environnement de refroidissement joue un rôle clé dans la durée de vie de l'outil. Pour des matériaux comme l'Inconel 718, l'utilisation d'un brouillard d'huile ou d'un liquide de refroidissement haute pression peut prolonger considérablement la durée de vie de l'outil en réduisant l'accumulation de chaleur. À l’inverse, pour des matériaux comme le P20 et le NAK80, le refroidissement par eau peut être plus efficace pour maintenir le tranchant de l’outil et empêcher l’accumulation de matière sur le tranchant.

Rigidité de l'outil : La rigidité de l'outil de coupe et de la machine CNC joue un rôle important dans le maintien de la précision et de l'état de surface. Pour les matériaux résistants comme le H13, la capacité de l'outil à rester rigide lors d'opérations à grande vitesse garantit que l'outil ne s'use pas prématurément et ne crée pas de vibrations qui compromettraient la qualité de la pièce.

4. Avantages des fraises HSS pour l'usinage de matériaux durs

Robustesse et résistance à l'usure : les fraises en bout HSS fabriquées avec des substrats de particules ultrafines (0,4 μm) offrent un équilibre entre ténacité et résistance à l'usure, ce qui les rend idéales pour l'usinage de matériaux résistants comme le 718H et le H13.

Longue durée de vie de l'outil : la conception améliorée des fraises en bout HSS leur permet de gérer à la fois des tâches d'usinage grossières et fines, offrant des performances stables à long terme et réduisant la fréquence des changements d'outils.

Polyvalence : ces fraises en bout peuvent être utilisées dans une variété d'environnements, y compris le brouillard d'huile, le refroidissement par eau et le refroidissement par huile, ce qui leur permet d'exceller dans les applications de coupe à sec et humide.

5. Conclusion : le meilleur choix pour l'usinage à grande vitesse des aciers à outils

Les fraises en acier rapide sont un outil polyvalent et fiable pour usiner une variété de matériaux résistants tels que le P20, le 718H, le NAK80 et le H13. Leur ténacité, leur résistance à l'usure et leur stabilité dans des conditions d'usinage CNC à grande vitesse en font un choix solide pour les industries qui exigent précision et durabilité. En sélectionnant le bon outil, en optimisant les paramètres de coupe et en employant des techniques de refroidissement appropriées, les fabricants peuvent maximiser la productivité et la durée de vie des outils tout en obtenant des résultats de haute qualité.