Qu'inclut la famille des aciers inoxydables ?
Les alliages d'aciers inoxydables sont idéaux pour de nombreuses applications. Pour usiner ces alliages avec succès, les ateliers doivent comprendre leurs propriétés.Les aciers inoxydables sont largement utilisés dans diverses industries pour leur solidité, leur durabilité et leur résistance à l'oxydation et aux taches. Les produits et les pièces fabriqués à partir de ces alliages sont faciles à nettoyer et à stériliser. En termes de durabilité, le matériau est recyclable. Mais les "aciers inoxydables" sont une catégorie, pas un alliage unique. Pour utiliser au mieux les aciers inoxydables, les ateliers doivent comprendre comment ces alliages se comportent lors de leur usinage.
Les constructeurs automobiles produisent souvent des pièces pour les systèmes d'échappement, les habillages et les structures des véhicules en acier inoxydable. Les fabricants de l'industrie médicale font confiance à l'acier inoxydable pour les instruments chirurgicaux, les implants et les dispositifs médicaux. Bien que certaines pièces médicales fassent de plus en plus appel à d'autres métaux tels que le titane, les aciers inoxydables restent un pilier de la production industrielle.
Dans secteur du pétrole et gaz, l'acier inoxydable est le matériau de prédilection pour les tuyauteries, les plates-formes offshore et les réservoirs de stockage qui doivent résister à des environnements extrêmement difficiles. La conformité de l'acier inoxydable aux règles d'hygiène en fait un matériau très prisé dans l'industrie alimentaire et des boissons pour les équipements de production, les récipients de stockage, les ustensiles de cuisine et bien au-delà. D'autres industries, telles que la construction, l'architecture et la marine, dépendent des aciers inoxydables pour tout ce qui concerne les toitures et les supports structurels, le matériel maritime, la construction navale et les usines de dessalement. Les alliages d'acier inoxydable se prêtent parfaitement à ces applications en raison des avantages que procure leur composition. Elle leur confère une résistance à l'oxydation, une conformité aisée aux règles d'hygiène et d'autres caractéristiques avantageuses.
L'acier inoxydable est plus difficile à usiner que les aciers ordinaires en raison de sa ténacité et de sa résistance thermique. Une teneur plus élevée en chrome et en nickel, ainsi qu'en molybdène, tend à réduire l'usinabilité des aciers inoxydables austénitiques. Les alliages contenant du titane peuvent également contribuer à l'usure par abrasion des outils coupants.
Les alliages d'acier inoxydable étant de mauvais conducteurs de chaleur, celle-ci reste dans la zone de coupe au lieu de s'évacuer à travers les copeaux. Cela augmente l'écrouissage et accroît l'utilisation de l'outil et de la plaquette de 20 à 40 %. Les aciers inoxydables sont donc plus coûteux à usiner que de simples aciers.
Les ajouts de soufre - supérieurs à 0,020 % - peuvent augmenter considérablement l'usinabilité de l'acier inoxydable, mais peuvent également affecter d'autres propriétés telles que la résistance à la corrosion, la soudabilité et la ductilité à chaud. C'est pourquoi les barres sont plus souvent traitées au soufre que les blocs de matières, pour améliorer leur usinabilité. Les aciers inoxydables à usinabilité améliorée portent souvent des noms de marques tels que Sanmac®, Prodec® et Ugima®.
Lorsque des outils en carbure sont utilisés pour usiner l'acier inoxydable, ils déforment réellement le matériau devant eux au lieu de le couper. Le matériau se casse ensuite pour former des copeaux. Les surfaces en acier inoxydable subissent un durcissement par déformation, également appelé écrouissage, qui est plus fréquent dans les aciers inoxydables que dans tout autre groupe de matériaux. Celui-ci se produit lorsque l'action de coupe durcit une surface par rapport à la masse de matière.
Les aciers inoxydables sont des alliages à base de fer utilisés pour leur résistance à la chaleur et à la corrosion. Les métallurgistes classent les aciers inoxydables en cinq groupes de base : austénitique, ferritique, martensitique, duplex et durcissement par précipitation. La composition des différents alliages détermine leurs caractéristiques spécifiques en tant que matériaux pour les pièces et lors de l'usinage. Les cinq types d'aciers inoxydables contiennent du chrome, qui forme une couche passive d'oxyde de chrome à la surface pour prévenir la corrosion et la rouille.
Ces alliages amagnétiques contiennent généralement de 16 à 26 % de chrome et jusqu'à 35 % de nickel, avec une faible teneur en carbone. Cela leur confère une excellente résistance à la corrosion, une bonne formabilité et soudabilité. Certains aciers inoxydables austénitiques contiennent également du molybdène et du titane, qui peuvent réduire l'usinabilité et augmenter l'usure des outils.
Exemples :
Avec peu ou pas de nickel, ces aciers inoxydables contiennent 10,5% à 30% de chrome et sont souvent utilisés dans des applications nécessitant une résistance limitée à la corrosion. Ils sont également magnétiques et généralement moins chers que les nuances austénitiques.
Exemples :
430 : Il est généralement utilisé dans les habillages automobiles, les axes de pompe, les turbines, les équipements de cuisine, l'industrie alimentaire, les chauffe-eau et les applications architecturales.
Avec 12 à 18 % de chrome et une teneur en carbone plus élevée, ces aciers présentent une résistance et une dureté élevées, sont magnétiques et peuvent être traités thermiquement, et offrent une résistance modérée à la corrosion.
Exemples :
Ces alliages sont constitués d'un savant équilibre de structures austénitiques et ferritiques - environ 22 à 25 % de chrome et 5 à 7 % de nickel - et contiennent souvent du molybdène. Ils offrent une grande solidité et une excellente résistance à la corrosion, en particulier à la corrosion fissurante sous contrainte et par piqûres. Cela signifie que les fabricants peuvent utiliser moins de matériaux et réduire le poids des pièces. Les aciers inoxydables duplex contiennent également moins de nickel que les nuances austénitiques correspondantes, ce qui représente souvent un avantage en termes de coûts.
Exemples :
Ces aciers contiennent du chrome et du nickel, ainsi que des éléments tels que l'aluminium, le cuivre et le niobium qui permettent un durcissement par précipitation. Ils peuvent être traités thermiquement pour obtenir une haute résistance et une dureté élevées avec une bonne résistance à la corrosion.
Exemples :
- Les outils plus grands, plus robustes et plus résistants durent plus longtemps lorsqu'ils usinent l'acier inoxydable.
- Avec une plaquette plus grande et plus épaisse, la chaleur se dissipe davantage dans la plaquette que dans l'arête de coupe.
- Choisissez un outil avec une nuance de carbure tenace, et non une nuance résistante à l'usure, pour résister à la fragmentation des copeaux et à l'écaillage des arêtes dû à l'écrouissage.
- Une plaquette robuste avec des géométries vives est plus avantageuse.
- Contrôlez les vitesses de coupe pour prolonger la durée de vie de l'outil et améliorer l'usinage.
Les fabricants d'outils proposent diverses ressources pour aider leurs clients à simplifier et à optimiser l'usinage. Il s'agit notamment de matériel didactique permettant de gérer de nombreuses conditions d'usinage, ainsi que d'un accès à des experts pour résoudre des problèmes plus complexes. L'application Seco Assistant optimise les outils et prend en compte l'usure des outils de manière efficace avec l'acier inoxydable. La fonction optimisation de l'outil permet d'identifier les schémas d'usure et de sélectionner les paramètres de coupe pour la minimiser.
Parallèlement, Seco poursuit son engagement envers la diffusion des connaissances et la montée en compétences par le biais de son programme de formation technique Seco (STEP Seco Technical Education Program). Alors que les fabricants s'efforcent de remédier au manque de compétences et de former de nouveaux opérateurs pour relever les défis de la production, cette formation reconnue offre une assistance complète pour résoudre les problèmes liés à l'usinage des pièces en acier inoxydable.
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