Application des outils de coupe dans les alliages réfractaires

Application des outils de coupe dans les alliages réfractaires

Le traitement aérospatial évolue également rapidement. Par exemple, les superalliages à base de nickel tels que Rene88, dont la plupart des gens n'avaient pas entendu parler il y a quelques années, représentent désormais 10 à 25 % du métal total utilisé dans la fabrication des moteurs d'avion. Cela s’explique par de bonnes performances et des raisons commerciales. Par exemple, ces alliages résistants à la chaleur peuvent augmenter la durée de vie des moteurs et permettre aux moteurs plus petits de fonctionner sur de gros avions, ce qui augmentera l'efficacité de la combustion et réduira les coûts d'exploitation. Ces matériaux résistants montrent également le coût de l'outil. Leur résistance à la chaleur entraîne des températures plus élevées sur la pointe de l'outil, ce qui réduit la durée de vie de l'outil. De même, les particules de carbure présentes dans ces alliages augmentent considérablement la friction, raccourcissant ainsi la durée de vie des outils.

En raison de ces changements de conditions, le matériau en carbure cémenté C-2, qui était autrefois capable de traiter de nombreux alliages de titane et alliages à base de nickel de manière satisfaisante, a subi un écrasement sévère de l'arête de coupe et des lignes de profondeur de coupe sévères lorsqu'il est appliqué aux matériaux d'aujourd'hui. alliages. Les rainures sont usées. Cependant, le dernier carbure cémenté à grains fins peut traiter efficacement les alliages à haute température, et la durée de vie de l'outil est améliorée et, plus important encore, la fiabilité dans l'application des alliages à haute température.

Le carbure cémenté à grains fins a une résistance à la compression et une dureté plus élevées que les matériaux traditionnels en carbure cémenté, mais il ajoute un petit coût en termes de ténacité. Le résultat est qu’il est plus efficace que le carbure cémenté traditionnel pour résister aux modes de défaillance courants lors du traitement des alliages à haute température.

Les revêtements PVD (Physical Vapor Deposition) se sont également révélés efficaces pour le traitement des alliages à haute température. Le revêtement PVD TiN (nitrure de titane) a été le premier à être utilisé et reste toujours le plus populaire. Récemment, les revêtements TiAlN (nitrure de titane et aluminium) et TiCN (carbonitrure de titane) peuvent également être bien utilisés. Dans le passé, le domaine d’application des revêtements TiAlN était plus limité que celui du TiN. Mais lorsque la vitesse de coupe augmente, ils constituent un bon choix, augmentant la productivité jusqu'à 40 % dans ces applications. D'autre part, en fonction des conditions de surface du revêtement, le TiAlN à des vitesses de coupe inférieures peut provoquer une accumulation d'arêtes, des écailles ultérieures et une usure des rainures.

Récemment, des matériaux destinés aux applications en superalliages ont été développés et ces revêtements sont composés de plusieurs couches. Des tests approfondis en laboratoire et sur le terrain ont démontré que cette combinaison est efficace dans une large gamme d'applications par rapport à tout autre revêtement unique. Par conséquent, le revêtement composite PVD destiné aux applications d’alliages à haute température pourrait devenir le centre d’intérêt continu de la recherche et du développement de nouveaux matériaux en carbure cémenté. Avec les revêtements MTCVD et les céramiques revêtues, ils devraient devenir la principale force d'impact pour un traitement plus efficace des nouveaux matériaux de pièces plus difficiles à usiner en cours de développement.