Fraises en carbure ou en HSS : quelle est la meilleure ?

Présentation de l'article

Les fraises en bout font partie des outils de coupe les plus couramment utilisés dans l'usinage CNC, la fabrication de moules et la finition de pièces métalliques. Que ce soit dans un atelier d'usinage traditionnel ou dans un centre d'usinage CNC à grande vitesse-, le matériau utilisé pour l'outil a un impact direct sur la vitesse de coupe, la qualité de la surface, la durée de vie de l'outil et les coûts de production.

CarbureetFraises en bout HSSsont les deux types de matériaux pour outils de coupe les plus courants. Ils diffèrent considérablement par leur composition chimique, leur processus de fabrication, leurs propriétés mécaniques et leur domaine d'application. Choisir le mauvais matériau peut entraîner non seulement une défaillance prématurée de l'outil, mais également une défaillance de la pièce et des dommages à la machine.

Fraises HSS : un symbole de résilience

Composition des matériaux et processus de fabrication

Le HSS (High-Speed ​​Steel) est un acier à outils à haute-carbone contenant des éléments d'alliage tels que le tungstène (W), le molybdène (Mo), le chrome (Cr) et le vanadium (V). Grâce au traitement thermique de trempe et de revenu, le HSS atteint un équilibre élevé entre dureté et ténacité. Les notes courantes incluent M2, M35 et M42.

• M2 : usage général, bonnes performances globales et prix bas.
• M35 : Ajoute 5 % de cobalt pour améliorer la résistance à la chaleur et convient à la coupe de l'acier inoxydable.
• M42 : contient 8 % de cobalt, a une meilleure résistance à la chaleur et peut être utilisé pour des matériaux de dureté plus élevée.

Caractéristiques de performance

• Haute ténacité : forte résistance aux chocs et pas facile à écailler.
• Tolérance moyenne de température de coupe : les performances commencent à diminuer à 500 ~ 600 degrés.
• Réaffûtable : la durée de vie de l'outil peut être prolongée par un affûtage après son usure.
• Performances à coût élevé : convient au traitement par lots à moyenne et basse vitesse et en petits lots.

Fraises en carbure : le roi de la dureté

Composition des matériaux et processus de fabrication

Le carbure cémenté est principalement composé de carbure de tungstène (WC) et de cobalt (Co) comme liant, produit par frittage à haute -température par métallurgie des poudres. Certains outils de coupe haut de gamme intègrent également des éléments tels que le titane (Ti), le tantale (Ta) et le niobium (Nb) pour améliorer la résistance à la fissuration thermique et à l'oxydation.

• Micro-carbure : granulométrie de 0,5 à 1,0 μm, adapté à la finition à grande vitesse-.
• Carbure à grains ultrafins- : particules inférieures à 0,5 μm, dureté plus élevée et tranchant plus tranchant.

Caractéristiques de performance

• Dureté extrêmement élevée : environ HRA 90, peut facilement couper des matériaux de haute dureté.
• Résistance aux hautes températures : la température de coupe peut atteindre 1000 degrés tout en conservant la dureté.
• Haute résistance à l'usure : convient à la coupe à long-terme et à-vitesse élevée.
• Exigences de rigidité élevées pour les machines-outils : faible ténacité, nécessité d'éviter les vibrations et les chocs.

Carbure contre. Hss : performances des outils

Performance dans différentes conditions de coupe

Dans la production réelle, différentes conditions de coupe détermineront directement la durée de vie de l'outil et la qualité du traitement.HSSetCarbureprésentent des différences évidentes de performances dans différentes conditions de travail :

Découpe à grande-vitesse

• Carbure : dureté élevée et forte résistance à la chaleur. La vitesse de coupe peut facilement atteindre 100 ~ 300 m/min, ce qui convient au fraisage CNC à grande vitesse-.

Dans ces conditions, l'outil ne se ramollit pas facilement et peut conserver un tranchant tranchant, obtenant ainsi une faible rugosité de surface (Ra inférieur ou égal à 0,4 μm).

• HSS : en raison d'une résistance thermique insuffisante (les performances chutent considérablement à 500 -600 degrés), un ramollissement thermique se produit facilement lors de la coupe à grande vitesse, ce qui entraîne un émoussement ou un gondolage de la lame et une augmentation de la rugosité de la surface.

Coupe intermittente

• HSS : sa haute ténacité lui permet de résister à la charge d'impact causée par l'interruption de la coupe et n'est pas facile à ébrécher. Par conséquent, il convient au fraisage de pièces moulées contenant des inclusions, à la découpe de surfaces rugueuses ou à des conditions de coupe intermittentes.
• Carbure : peut présenter des micro-fissures ou des éclats sous des charges d'impact, à moins qu'un niveau de ténacité spécial (tel que le carbure de type K-) ne soit utilisé pour améliorer les performances.

Ebauche et finition

• Usinage grossier : nécessite une profondeur de coupe et une avance plus importantes, avec des vibrations plus fortes. Le HSS est plus résistant aux chocs-et est peu coûteux. L'outil peut être rapidement remplacé ou réaffûté après usure.
• Finition : Une haute précision et une finition lisse sont requises. Les outils en carbure sont tranchants, peuvent maintenir des dimensions stables et ont une résistance élevée à l'usure, ce qui les rend plus adaptés à de telles opérations.

Fraises en carbure ou HSS

Considérations de sélection

• Conditions des machines-outils : les machines-outils à faible-rigidité sont plus adaptées au HSS ; La CNC à haute -rigidité peut tirer pleinement parti des avantages du carbure.
• Matériau de la pièce à usiner : Le carbure est recommandé pour une dureté > 40 HRC ; Le HSS peut être utilisé pour l'acier à faible dureté ou les métaux non-ferreux.
• Lot et coût : choisissez le carbure pour les grands lots et l'efficacité, et choisissez HSS pour les pièces uniques ou les petits lots.
• Revêtement des outils : les revêtements TiN, TiAlN et AlTiN peuvent améliorer la résistance à la chaleur et la durée de vie des outils, en particulier pour le carbure.

Fin de l'article

Carbure vs HSS : choisir entre la dureté et la ténacité n'est pas seulement une question de choisir entre la dureté et la ténacité ; cela nécessite une évaluation complète basée sur les performances de la machine-outil, les matériaux d'usinage, les paramètres de coupe et l'échelle de production. Les fraises en bout HSS excellent en termes de stabilité et de rentabilité-, tandis que les fraises en bout en carbure sont un outil puissant pour un usinage à haute-efficacité et haute-précision. Bien que les fraises en carbure soient plus chères à l'unité, elles offrent des coûts globaux inférieurs dans l'usinage à grand volume et à grande vitesse.

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