Causes et types d’usure pendant l’écroûtage

Causes de l’usure

L’usure est provoquée par une sollicitation mécanique et thermique de l'arête de coupe Les principales causes sont :

  • Abrasion mécanique
  • Détachement de matière lors de la présence d'une arête rapportée
  • Processus d’oxydation
  • Diffusion

a = diffusion

b = abrasion mécanique

c = oxydation

d = formation d’arêtes rapportées

gris foncé = vitesse de coupe (Vc)

rouge = avance (f)

gris clair = profondeur de coupe (ap)

Lorsque la température de l'arête de coupe augmente, les deux causes d’usure d’origine thermique (l’oxydation et la diffusion) prédominent.

La température de coupe et l’usure dépendent fortement des conditions d’usinage.

Effet d'un revêtement

L’application d’un revêtement « dur » sur des outils en carbure réduit l'usure engendrée lors de l'usinage. Les avantages d’un revêtement sont une réduction des éléments suivants

  • Friction
  • Échauffement
  • Oxydation
  • Diffusion

Types d’usure

Usure en dépouille

L'usure de la face de dépouille est courante et normale après un certain temps d'utilisation

Causes possibles Solutions
Vitesse de coupe trop élevée Réduction de la vitesse de coupe
Nuance de carbure à résistance à l’usure trop faible Choisir une nuance de carbure plus résistante à l’usure
Avance non adaptée Réglez l’avance en fonction de la vitesse et de la profondeur de coupe (augmenter l’avance)

Écaillage

Une sollicitation mécanique excessive au niveau de l’arête de coupe peut provoquer l’effritement de particules de carbure.

Causes possibles Solutions
Nuance trop résistante à l’usure Choisir une nuance plus tenace
Vibrations Utiliser une géométrie de coupe négative avec brise-copeaux
Vitesse d’avance ou profondeur de coupe trop élevée Ajuster les valeurs de coupe
Coupe interrompue Utiliser une nuance plus tenace ou une géométrie plus stable
Mauvais flux de copeaux Utiliser un autre brise-copeaux

Fissures thermiques

Petites fissures à 90° par rapport à l’arête de coupe.

Causes possibles Solutions
Température de coupe variable, 
choc thermique
Choisir une nuance résistante à la fissuration thermique
Refroidissement incorrect Utiliser une grande quantité de lubrifiant réfrigérant ou fraiser à sec
Matériaux à haute résistance mécanique Sélectionner les paramètres de coupe appropriés
Vitesse de coupe trop élevée Réduction de la vitesse de coupe

Formation d’arêtes rapportées

Des particules de matière se collent sur l’arête lorsque le copeau n’est pas évacué normalement en raison d’une température de coupe trop basse.

Causes possibles Solutions
Vitesse de coupe trop faible Augmenter la vitesse de coupe
Angle de coupe trop petit Augmenter l’angle de coupe
Matériau de coupe inadéquat Utiliser un revêtement TiN
Manque de refroidissement/lubrification Utiliser des émulsions plus dosées

Usure en entaille

Entaille à la profondeur de coupe maximale.

Causes possibles Solutions
Matériaux écrouissant à froid (par ex. les superalliages) Réduire la vitesse de coupe
Croûte de moulage et de forgeage Utiliser un angle d’attaque plus petit
Formation de bavures Changer la position de travail de la fraise

Rupture de la plaquette

Si la plaquette de coupe est trop sollicitée, elle risque de se briser.

Causes possibles Solutions
Surcharge de la plaquette Utiliser un matériau de coupe plus résistant ou ajuster les paramètres de coupe
Défauts de stabilité Utiliser le chanfrein de protection
Angle de taillant trop petit Augmenter l’arrondi de préparation de l’arête de coupe
Usure en entaille excessive Utiliser une géométrie plus stable et ajuster les paramètres de coupe
Changements brusques des puissances de coupe Réduire l’avance

Usure en cratère

Les copeaux chauds enlevés provoquent la cratérisation de la plaquette sur la face de coupe.

Causes possibles Solutions
La vitesse de coupe, la vitesse d’avance ou les deux sont trop élevées Réduire la vitesse de coupe et/ou la vitesse d’avance
Angle de coupe trop faible Utiliser une autre géométrie
Nuance de carbure avec une résistance à l’usure trop faible Choisir une nuance plus résistante à l’usure
Apport en lubrification incorrecte Augmenter la quantité et/ou la pression du liquide de coupe, vérifier l’alimentation

Déformation plastique

Une température d’usinage élevée et une sollicitation mécanique simultanées peuvent entraîner une déformation plastique.

Causes possibles Solutions
Température de travail trop élevée entraînant un ramollissement du substrat Réduction de la vitesse de coupe
Endommagement du revêtement Choisir une nuance de carbure plus résistante à l’usure
Brise-copeaux trop étroit Utiliser une autre géométrie