Actualités > Comment relever les défis du perçage dans l'acier inoxydable
Comment relever les défis du perçage dans l'acier inoxydable
Comment relever les défis du perçage dans l'acier inoxydable


Share on Facebook    Share on Twitter    Share on LinkedIn    Email a friend

Christa Kettlewell
Allied Machine and Engineering

Allez plus loin en consultant les sites suivants :

À la différence des autres matières, l'acier inoxydable nécessite pour son usinage de prendre en compte une myriade d'aspects avant d'entamer les opérations à l'atelier. Non seulement il faut consulter les spécialistes des outils d'usinage et des lubrifiants, mais il convient également de se préoccuper des capacités de la machine. Par ailleurs, on veillera à vérifier que les composants d'outillage utilisés sont adaptés : géométries, substrats et revêtements de l'outil d'usinage, type et pression d'arrosage, entre autres choses. Quand bien même, usiner l'inox pose bien des défis à relever tant son usinabilité est problématique – usinabilité qu'il faut bien surmonter si l'on souhaite mettre à profit les nombreux avantages de cette matière.

L'acier inoxydable existe en plusieurs nuances qui toutes ont des propriétés spécifiques. Ces nuances sont classées en groupes fondés sur les qualités métallurgiques. Sont rapidement présentées ci-après les différentes familles d'aciers inoxydables.
  • Austénitique – Matière assez courante, l'acier austénitique est identifié par un type de la série 300 ; les nuances les plus accessibles sont l'inox 304 et 316. Alors qu'il n'est pas possible de traiter thermiquement l'inox austénitique avec efficacité, il reste possible de le tremper en le travaillant à froid — par un procédé qui en modifie la forme sans chauffer. La résistance à la corrosion, le faible magnétisme et la bonne formabilité sont également des caractéristiques associées à cette famille d'inox.
  • Ferritique – Classifiés dans la série 400, les inox ferritiques se caractérisent par leur résistance à la corrosion, leur forte ductilité et leur magnétisme ; ce sont typiquement des alliages de fer-chrome. La mise en forme de cette famille se fait plutôt par travail à froid que par des méthodes thermiques de trempe.
  • Martensitique – Similaire à l'inox ferritique, le martensitique est également un alliage fer-chrome de la série 400 ; toutefois, à la différence de l'inox ferritique, il est possible de tremper cette nuance par traitement thermique. Ses autres caractéristiques sont le magnétisme, la bonne ductilité et la résistance à la corrosion.
  • Durci par précipitation (PH) – Grâce au procédé de durcissement par précipitation, l'inox gagne en résistance mécanique et en résistance à la corrosion. En outre, il est comparable à l'inox martensitique en termes de composition chimique.
  • Duplex – Avec le nickel, le molybdène et le chrome en plus haute quantité entrant dans sa composition, l'inox duplex combine les caractéristiques des aciers ferritiques et austénitiques, tout en faisant montre d'une plus grande dureté et d'une résistance à la corrosion élevée de manière localisée.
Qu'il s'agisse d'usiner des vannes pour l'industrie pétrolière offshore (inox 410), des couvercles de pompes pour l'industrie agroalimentaire (inox 316), des douilles pour l'industrie aérospatiale (inox 17-4) ou des pompes pour l'industrie des eaux usées (inox 304), il est primordial pour le machiniste de connaître et comprendre les différentes nuances d'inox et leurs propriétés pour pouvoir relever les défis qu'elles lui posent et les utiliser efficacement.

L'un des défis majeurs de l'usinage de l'inox est le contrôle des copeaux. Les éléments d'alliage comme le nickel rendant l'acier inoxydable partiellement thermorésistant, le copeau a du mal à se former, et par conséquent à s'évacuer. Dans une application typique d'usinage de l'acier, le chaleur se transfère au métal qui se détache en copeau. Lorsqu'on usine l'inox, le nickel thermorésistant de l'alliage entrave ce transfert de chaleur. Il s'ensuit des températures supérieures d'usinage et une détérioration accélérée de l'outil par rapport à l'acier doux. Pour le dire simplement, la nature de la matière et son haut niveau d'élasticité rendent difficile la formation des copeaux et induisent une usure notable de l'outil d'usinage.

Combattre ces écueils peut se faire de différentes manières, l'une d'entre elles consistant à comprendre les conditions machine. Si le type de machine ne joue qu'un rôle marginal, sa condition peut être plus préjudiciable. Le machiniste doit se poser la question : est-ce que la broche est rigide ? Sur un tour, l'alignement est-il raisonnable ou le faux rond proche de zéro ? Connaître tous ces facteurs peut être grandement bénéfique ou au contraire poser des problèmes majeurs au moment d'essayer d'usiner l'inox. En outre, utiliser un arrosage traversant plutôt qu'extérieur offre des avantages majeurs sur le plan de la durée de vie de l'outil. Et enfin, du fait des éléments entrant dans la composition de son alliage, l'inox exige plus de couple et de puissance pour le percer que l'acier doux ou l'aluminium.

La solution aux problèmes posés par les applications avec l'inox peut également être trouvée en travaillant avec une géométrie plus agressive, pour obliger le copeau à se former. Dans l'inox austénitique comme le 316, le mieux est d'utiliser une géométrie avec un angle de coupe plus ouvert afin de produire un copeau plus gérable ; en revanche, lorsqu'on travaille une matière plus dure, comme l'inox PH par exemple, cette méthode n'est pas efficace. Dans ce cas-là, augmenter l'angle de coupe entraîne un affaiblissement de l'arête de coupe, lequel se traduit par une durée de vie écourtée. Avec les matières plus dures, les points négatifs l'emportent souvent sur les positifs.          

Quoi qu'il en soit, les avantages de l'inox sont si nombreux qu'il est intéressant d'en surmonter les défis chaque fois que possible. La résistance à la corrosion est l'un de ces principaux avantages. L'inox étant pour beaucoup de ses nuances hautement résistant à la corrosion, c'est le matériau de choix pour toutes les applications dans lesquelles il est en contact avec le milieu extérieur ou les matières corrosives. Par exemple dans le secteur de l'énergie, les câbles électriques qui courent sous l'océan jusqu'aux parcs éoliens offshore sont en acier inoxydable ou en alliage haute température pour leurs qualités de résistance à la corrosion, car ils ne sont pas attaqués par l'eau de mer comme pourraient l'être d'autres matières. De la même manière, le forage offshore fait appel à l'acier inoxydable en raison des matières corrosives et abrasives qui sont pompées au travers des canalisations.

L'industrie agroalimentaire est un autre exemple où l'inox est fréquemment utilisé. La teneur en chrome de l'acier inox, qui doit être de 10 % au moins, est hautement réactive aux milieux riches en oxygène. Il s'ensuit la formation d'une barrière neutre, résistante, à la surface de l'inox, qui en fait le matériau de choix pour l'industrie agroalimentaire. Pour terminer, la résistance mécanique naturellement élevée de l'acier inox ainsi que sa résistance à la corrosion et au milieu extérieur en fait un matériau vital dans l'industrie aérospatiale, pour tout ce qui est pièces de précision, raccords, et autres.

Pour résumer, l'acier inoxydable n'est pas une matière que l'on peut faire entrer dans un atelier pour l'usiner directement ; chaque aspect doit être examiné auparavant. Il appartient au machiniste non seulement de comprendre les différentes nuances de l'inox et leurs propriétés, mais aussi de prendre en compte les capacités de sa machine. Oui, l'usure des outils et une excellente formation des copeaux sont des défis qu'il faut surmonter pour percer l'inox. Heureusement, ces derniers restent gérables à condition d'utiliser un arrosage adapté et de bien choisir la géométrie, le revêtement et le substrat des inserts. Pour faire le bon choix plus simplement, rien ne vaut de consulter des experts des outils de coupe et des spécialistes des lubrifiants. Pour toute demande d'aide technique sur le perçage et la finition de trous dans l'acier inoxydable, appelez le (330) 423-8243 ou visitez https://www.alliedmachine.com/Contact.

N'oubliez pas, il n'est pas possible de s'en tirer avec tout et n'importe quoi pour usiner l'inox.


Read more about stainless steel in this case study.