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Forets HSS - les vétérans de l’outillage sont résistants et toujours d’actualité !

Le monde de l’usinage est rempli d’abréviations. On lit souvent « HSS », « VHM » ou même les appellations « HSS-E », « HSS-R » et « HSS-G ». Mais les outils derrière ces abréviations permettent-ils également de réaliser les processus courts souhaités lors de l’usinage ? Quels forets conviennent à l’acier trempé, quels forets sont adaptés aux matériaux tendres ? Nous vous montrons ici pour quelle application et quel matériau vous pouvez utiliser nos forets HSS, mais aussi dans quels cas une variante carbure monobloc peut parfois être la solution plus adaptée car plus stable.

Les capacités du carbure et du HSS sont clairement réparties : dans des conditions de coupe instables, pour des petites ou moyennes séries et lorsque la ténacité est essentielle, les outils de perçage en acier rapide (HSS) sont les plus utilisés. Notre portefeuille de produits d’outils de perçage en acier rapide est très diversifié et en même temps spécialisé, pour une meilleure performance là où cela compte. Mais que signifie HSS au juste ?

Qu’est-ce qu’un foret HSS ?

HSS est l’abréviation du terme anglais « High Speed Steel » et désigne un acier à outils fortement allié, aussi nommé acier rapide. L’HSS est utilisé pour la fabrication d’outils, notamment parce qu’il est très facile à affûter (ce qui permet par exemple de réaffûter des outils usés). Par rapport à l’acier à outils ordinaire ou à l’acier d’usinage à froid, l’HSS permet des vitesses de coupe jusqu’à quatre fois plus élevées puisque le matériau conserve sa dureté même à des températures élevées jusqu’à 600 °C environ. Ce résultat est obtenu par un traitement thermique spécial au cours duquel l’acier est chauffé à plus de 1 200 °C, puis trempé.

La dureté de l’HSS est due à sa structure de base, qui se compose principalement de fer et de carbone. Des alliages de plus de 5 % sont ajoutés, raison pour laquelle l’HSS est classé comme un acier fortement allié.

Aperçu rapide des avantages généraux de l’HSS :
  • Température d’application supérieure à 600 °C
  • Résistance à la rupture élevée
  • Vitesses de coupe élevées possibles
  • Bonne aptitude à la rectification lors de la production
  • Bonne réaffûtabilité des outils émoussés
  • Relativement peu coûteux

Quel foret HSS est le meilleur pour quel matériau ?

La géométrie du foret détermine en grande partie les matériaux avec lesquels l’outil s’adapte le mieux et fournit les meilleures performances. Le manuel DIN pour les forets et outils à chanfreiner définit, selon la norme DIN 1836, la répartition des groupes d’utilisation en trois types N, H et W :

Foret HSS type N :

Les forets HSS de type N forment une « spirale normale », c’est-à-dire le foret métallique classique. Celui-ci est excellent pour percer le métal, le fer et l’acier, mais n’est pas adapté aux matériaux tendres.

Foret HSS type H :

La variante HSS H est caractérisée par une spirale allongée. Ce type de foret convient à l’usinage de matériaux rigides, à copeaux courts, cassants et résistants tels que l’acier, les plastiques durs, le plexiglas ou les stratifiés. 

Foret HSS type W :

Si vous souhaitez usiner des matériaux relativement souples, à copeaux longs et résistants, comme les plastiques souples, l’aluminium ou le cuivre, les forets HSS de type W constituent le meilleur choix. Ils présentent une spirale étroite qui permet également de percer avec précision les matériaux plus tendres.

Quel foret pour quel matériau : 3 types

Le manuel DIN pour les forets et outils à chanfreiner définit, selon la norme DIN 1836, la répartition des groupes d’utilisation en trois types N, H et W : 

  1. Type N : spirales normales pour des matériaux à résistance classique, comme les aciers de construction généraux, les métaux non-ferreux et la fonte. Non adapté aux matériaux tendres
  2. Type H : spirales allongées pour matériaux rigides, à copeaux courts, cassants et résistants, comme l’acier, le plastique dur, le plexiglas ou les stratifiés
  3. Type W : pour matériaux tendres, à longs copeaux et résistants comme l’aluminium, le cuivre ou les plastiques tendres.

Aperçu des forets HSS les plus couramment utilisés

Les forets en acier rapide sont fabriqués à partir de nuances d’acier de haute qualité, soigneusement sélectionnées. En fonction de l’utilisation des outils de perçage, il est possible d’utiliser comme matériau de coupe soit de l’acier rapide conventionnel, soit des nuances plus fortement alliées ou des aciers issus de la métallurgie des poudres. Le tungstène et le molybdène, en tant qu’éléments d’alliage, augmentent la résistance à l’usure et la résistance au revenu du matériau de coupe. Le cobalt y contribue également, tout en augmentant la dureté à chaud. Nous vous présentons ci-dessous les variantes de forets HSS les plus populaires.

Forets HSS-R - laminés

Les forets HSS-R laminés sont polyvalents car ils peuvent être utilisés pour usiner l’acier, la fonte d’acier, la fonte grise, la fonte malléable, le fer fritté, le bronze, le laiton et l’aluminium. La plupart du temps, ces forets sont utilisés pour des travaux de forage conventionnels et normaux dans des perceuses à main et des machines de forage. Ils correspondent à la qualité de base, éliminent bien les copeaux et sont très résistants à la casse.

Forets HSS-G - rectifiés

Les forets HSS-G se distinguent facilement des autres modèles par leur spirale métallique brillante et rectifiée. Ils sont fabriqués avec beaucoup plus de précision que les forets HSS-R, ce qui permet un travail plus précis avec une longue durée de vie et des tolérances faibles. En outre, ils retirent très bien les copeaux et sont autocentrés. Les forets HSS-G sont utilisés dans les perceuses à colonne ainsi que dans les tours et les installations de fraisage. Ils permettent d’usiner l’acier, l’acier moulé, la fonte, le fer fritté, le graphite, le laiton, l’aluminium et le bronze.

Forets HSS-E - les résistants à la chaleur

La forme des forets HSS-E est la même que celle des forets HSS-G. La principale différence entre les forets HSS-E et les forets HSS-G est leur alliage de cobalt (5 % ou 8 %). Les outils HSS-E sont fabriqués avec des matériaux de meilleure qualité et en même temps très résistants à la chaleur, ce qui permet d’usiner des matériaux à haute résistance - parfait pour l’acier inoxydable. Cependant, l’alliage de cobalt réduit la tenacité des forets HSS-E, ce qui augmente les risques de rupture.

Forets HSS-E-PM - les forets spéciaux pour plus de performance

Les forets de type HSS-E-PM et HSS-E se distinguent notamment par la fabrication du matériau de coupe ; dans le cas des forets HSS-E-PM, le matériau est issu de la métallurgie des poudres. En conséquence, cet acier présente une répartition plus fine et plus régulière du carbure. Ils sont spécialement conçus pour l’usinage d’aciers et de matériaux plus fortement alliés et plus résistants et se caractérisent par une grande fiabilité du processus grâce à la microstructure homogène de l’acier PM-HSS. Le matériau de coupe HSS-E-PM, associé à un revêtement si nécessaire, assure une résistance à l’usure et une résistance à la chaleur maximales pour des vitesses de coupe faibles et moyennes. Les nouveaux forets HSS-E-PM comblent l’écart entre les forets HSS classiques et les forets VHM pour l’usinage d’aciers ou de matériaux plus fortement alliés et plus résistants, ainsi que pour les lots de taille moyenne.

Revêtements/traitements de surface

Les propriétés des outils HSS peuvent être encore améliorées par des traitements de surface ou des revêtements. Les variantes suivantes sont actuellement disponibles chez nous en tant que produits standard :

  • TiN - revêtement en nitrure de titane, particulièrement adapté à l’usinage de l’acier et des métaux non ferreux (sauf l’aluminium), température d’application maximale 450 °C
  • TiAlN - revêtement en nitrure de titane et aluminium, revêtement multicouches, température d’application maximale 900 °C
  • TiCN - revêtement en nitrure de carbone et de titane, revêtement multicouches, vitesse de coupe et résistance à l’usure plus élevées par rapport au revêtement TiN, notamment pour les aciers fortement alliés, température d’application maximale 450 °C
  • À listel nitruré - augmente la protection contre l’usure, convient particulièrement à l’usinage de l’acier, température d’application maximale 450 °C
  • Traitement vapeur - la vaporisation (passage à la vapeur) réduit le collage à froid sur l’outil (coefficient de friction réduit) et augmente la dureté de la surface ainsi que la résistance à l’usure

Pour quelles applications les forets HSS sont-ils particulièrement adaptés ?

Vous devez faire face à des conditions de serrage difficiles, ou bien à des pièces minces ou à des tôles avec lesquelles le risque de pliage ou de vibrations des pièces menace en permanence le processus de coupe ? Dans ce cas, les outils HSS sont la solution idéale. Ils sont beaucoup plus à même de compenser les contraintes telles que les forces transversales et contribuent ainsi à une plus grande fiabilité des processus. Vous produisez principalement des lots de petite ou moyenne taille ? Les forets HSS vous serviront également dans ce cas, car ils offrent une qualité solide avec un rapport qualité-prix raisonnable.

Forets HSS de CERATIZIT : gamme complète d’outils de perçage HSS

Notre gamme d’outils de perçage en acier rapide couvre la liste complète des besoins des utilisateurs : nous proposons des forets hélicoïdaux à partir de 0,15 mm de diamètre, des forets à centrer, des forets étagés et des outils d’alésage pour presque tous les matériaux. Ceux qui exigent une fiabilité maximale dans la production choisissent le foret HSS de type UNI. Cet outil universel avec revêtement TiN affiche un affûtage 4 facettes et est synonyme de faibles puissances de coupe couplée à une grande stabilité.

Notre coup de coeur : le kit de forets HSS le plus populaire de CERATIZIT

Chaque entreprise a ses classiques et ses bestsellers. Chez CERATIZIT, le kit de forets hélicoïdaux DIN 338 est certainement l’un d’entre eux. Disponible en deux kits, l’un de 1,0 mm à 5,9 mm de diamètre et l’autre de 6,0 mm à 10,0 mm. L’utilisateur reçoit des dimensions pratiques avec des incréments de 0,1 mm, le tout dans une boîte métallique pratique à l'usage. Pourquoi ces forets HSS sont-ils si populaires ? Le prix avantageux et le large éventail d’applications parlent d’eux-mêmes !

Acheter un nouveau foret HSS ou le faire réaffûter ?

À un moment donné, même le foret HSS le plus robuste atteint sa limite d’usure. La question suivante se pose alors : acheter un nouveau foret ou le faire réaffûter ? Car l’affûtage est généralement possible plusieurs fois sans problème avec le service de réaffûtage ReStart de CERATIZIT pour outils de coupe.

Notre service d’affûtage professionnel redonne aux outils des performances proches de celles des outils neufs en utilisant les géométries et les revêtements d’origine. Cela signifie qu’ils peuvent continuer à répondre de manière optimale à tous les paramètres de qualité. La préparation des outils permet en outre de prolonger leur durée de vie, ce qui vous permet de réduire considérablement les coûts liés aux nouveaux achats.

Bien entendu, les prix de notre service de réaffûtage sont également calculés de manière équitable et transparente : avec le programme ReStart de CERATIZIT, il n’y a pas de supplément pour le démontage, l’ébauche, etc. Les prix publiés s’appliquent indépendamment de l’état de votre outil à la livraison. Si un outil ne peut plus être réaffûté, il vous sera retourné non usiné.

Vous trouverez ici de plus amples informations sur le service de réaffûtage des forets HSS.

 Lire aussi : Comment éviter l’usure inutile de votre foret

Quand un foret carbure monobloc est-il mieux adapté qu’un foret HSS ?

Avec la gamme croissante de matières et d’applications d’usinage hautement spécialisées, les exigences relatives aux outils utilisés augmentent également. Les forets en acier rapide atteignent leurs limites lorsque des avances ou des vitesses de coupe plus élevées sont requises, pour lesquelles les températures dans la zone de coupe dépassent largement 600 °. Pour que les ateliers d’usinage puissent continuer à aller encore plus loin, CERATIZIT propose une très vaste gamme d’outils de perçage en carbure monobloc (VHM).

Avantages du foret VHM par rapport au foret HSS :
  • Avance plus rapide
  • Vitesse de coupe plus élevée
  • Temps d’usinage réduits
  • Copeaux courts, même avec des matériaux tenaces et mous
  • Excellente précision de positionnement
  • Bonnes propriétés de centrage et de guidage
  • Durées de vie plus longues
  • Rigidité élevée

S’il vous faut encore plus de robustesse : nos forets carbure monobloc les plus populaires

En tant que concepteur et fabricant de nuances de carbure de haute qualité et de matériaux de coupe performants, nous avons également élargi notre gamme de forets en carbure monobloc. Les outils de perçage en carbure monobloc de type WTX sont notamment connus depuis des années par les utilisateurs du monde entier. Par conséquent, nous proposons le foret WTX adapté à chaque application et pour une sélection variée de matériaux à usiner : WTX-UNI, WTX-VA, WTX-H, WTX-AI, WTX-Ti, WTX-Speed et WTX-Feed, WTX-180, WTX-Change, WTX-Feed BR. Nous avons notamment mis au point le premier foret à grande avance à quatre lèvres, le WTX HFDS, qui a été établi avec succès sur le marché de la fonte et de l’acier. Vous pensez plutôt à quelque chose de plus petit ? À cet effet, nous avons complété la gamme avec notre WTX-Micro pour les très petits perçages à partir de 0,1 mm de diamètre. Et nous avons aussi un modèle pour l’usinage en profondeur : nos forets pour perçages profonds WTX-TB peuvent être utilisés jusqu’à 50xD.

Vous êtes intéressé par les forets VHM comme alternative à nos forets HSS ? Jetez un coup d’œil à notre gamme d’outils de perçage en carbure ici.