Repousser les limites avec la céramique

Le développement d'opportunités révolutionnaires en matière de qualité carbure dans l'usinage est pratiquement exploité, selon Bernie McConnell, vice-président exécutif commercial de Greenleaf Corp., Saegertown, Pennsylvanie.

"En dehors de faire différentes choses avec les revêtements, la géométrie et la préparation des bords, il n'y a qu'un nombre limité de façons de mélanger et de mélanger les matériaux en carbure", a-t-il déclaré. « La plupart des développements technologiques passionnants concernent le secteur de la céramique. » Cela vaut à la fois pour les outils de coupe et les pièces. « Qu'il s'agisse d'aller très vite, de faire face à une chaleur extrême ou de subir des caractéristiques d'usure abrasive, les céramiques repoussent les limites dans diverses applications. Les capacités de la céramique d'aujourd'hui sont incroyables et continuent de s'améliorer.

Les céramiques restent une excellente solution pour les alliages à haute température et les matériaux abrasifs, avec la capacité d'atteindre des taux époustouflants. En fait, les vitesses de fraisage dans les alliages à haute température varient de 2 800 à 4 400 pieds de surface par minute (SFM), selon Robert Navarrete, spécialiste national des produits pour le tronçonnage, le rainurage et le tournage chez Iscar USA.

« Pour le fraisage, je commençais généralement à environ 3 400 SFM, j'évaluais l'usure de la plaquette et j'ajustais les paramètres en conséquence », a-t-il expliqué. « Pour le tournage, selon les capacités de la machine, vous obtiendrez entre 600 et 1 100 SFM dans les alliages à haute température. »

Mais ce n’est pas nouveau. Navarrete a noté qu'un certain nombre d'ateliers connaissent ces capacités grâce à leur expérience avec la céramique renforcée par des moustaches, une technologie vieille de plusieurs décennies. Au lieu de cela, il a vanté les nouvelles céramiques de silicium, d’aluminium, d’oxygène et d’azote (SiAlON). "Vous pouvez utiliser les mêmes paramètres de type moustaches à moindre coût, car les SiAlON sont moins chers à produire que les moustaches", a déclaré Navarrete. « Je ne suis jamais allé dans un magasin, j'ai spécifié et cité un SiAlON et j'ai été plus cher qu'une moustache. Cela n'est pas arrivé.

La différence de prix peut facilement atteindre 25 à 30 %, a-t-il ajouté, citant le cas d'une céramique renforcée par des moustaches ayant une durée de vie de sept minutes, contre six minutes pour le SiAlON. Mais, avec un prix inférieur de 25 %, cela représente une économie de 7 % en faveur du SiAlON. « Sur une année d'utilisation, cela représente une économie énorme », affirme Navarrete. "La céramique n'est pas bon marché."

Autre avantage : les SiAlON sont « beaucoup plus indulgents qu’une moustache », a-t-il poursuivi, et par conséquent, ils peuvent fonctionner à des vitesses inférieures, sans la plastification qui est normalement requise pour couper la céramique à moustaches. "Si j'avais une pièce avec une coupe interrompue, comme une pièce forgée avec une écaille ou tout type de croûte, j'utiliserais un SiAlON, par opposition à une moustache."

Iscar propose des SiAlON « durs » et des versions « dures ». Cette dernière est présentée comme « ressemblant à des moustaches », car elle imite la nature dure et cassante de la céramique renforcée par des moustaches.

Parallèlement, les céramiques renforcées par des moustaches aux performances haut de gamme de Greenleaf continuent d'avoir des applications à valeur ajoutée, en raison de leur dureté à chaud plus élevée et de leurs capacités d'alimentation plus larges, selon Martin Dillaman, responsable mondial de l'ingénierie et des applications de l'entreprise. Par exemple, a-t-il déclaré, « vous n'utiliserez généralement pas de SiAlON dans des alliages résistants à la chaleur, car ils fonctionnent à une vitesse d'avance plus élevée qui dépasse les exigences de finition de surface de la pièce. Vous devez donc utiliser une céramique renforcée par des moustaches si vous souhaitez conserver la vitesse et terminer.

Dillaman a ajouté que de nombreuses entreprises aérospatiales effectuent des tests soniques sur leurs pièces en alliage résistant à la chaleur, vérifiant ainsi les imperfections mineures de la surface. Mais dans tous les cas qu'il connaît, « la finition de surface laissée par un SiAlON ne passera pas les tests soniques, alors que nos céramiques renforcées par des moustaches WG300 et WG600 ont été approuvées pour ces tests. Il y a donc certainement des domaines dans lesquels les moustaches ne seront pas remplacées par un SiAlON.

Greg Bronson, directeur des ventes de Greenleaf pour les Amériques, a élaboré. « Étant donné que le bord de la céramique à moustaches résiste mieux, vous n'obtenez pas le même niveau de génération de chaleur et le même maculage du matériau qui pourrait entraîner l'échec des tests de surface supplémentaires sur les pièces.