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Sélection des fluides de coupe : Maximiser la durée de vie des outils

Dernière mise à jour :
1er avril 2024

Table des matières

Dans les processus de coupe des métaux, la sélection appropriée des fluides de coupe peut améliorer les conditions de frottement entre la pièce à usiner et l'outil, réduire les forces de coupe et abaisser les températures de coupe, minimiser l'usure de l'outil, réduire la déformation thermique de la pièce à usiner, améliorant ainsi la durée de vie de l'outil, la productivité et la qualité de la surface. Les fluides de coupe remplissent des fonctions telles que le refroidissement, la lubrification, le nettoyage, l'élimination des copeaux et le contrôle de la corrosion.

Types de fluides de coupe

Les fluides de coupe les plus couramment utilisés en production sont les solutions aqueuses, les émulsions et les huiles de coupe.

(1) Solutions aqueuses

Les solutions aqueuses se composent principalement d'eau, complétée par des inhibiteurs de rouille, des agents de nettoyage et des additifs d'huile. Leur fonction première est le refroidissement.

(2) Émulsions

Les émulsions sont un mélange d'huile minérale, d'émulsifiants et d'autres additifs avec de l'eau, ce qui donne un liquide blanc laiteux ou semi-transparent. Les émulsions à faible concentration servent principalement de liquide de refroidissement et sont utilisées pour l'usinage grossier et les opérations de meulage ordinaires. Les émulsions à forte concentration offrent une excellente lubrification et conviennent à l'usinage de finition.

(3) Huiles de coupe

Les huiles de coupe sont généralement des huiles minérales, une petite partie étant constituée d'huiles végétales ou animales ou d'huiles composites, dont la fonction principale est la lubrification. L'huile minérale pure ne peut pas former un film lubrifiant robuste sur l'interface de frottement et offre donc une lubrification médiocre. Dans les applications pratiques, des additifs pour huile, des additifs pour pression extrême et des inhibiteurs de rouille sont souvent ajoutés pour améliorer la lubrification et la prévention de la rouille.

Sélection des fluides de coupe

(1) En fonction du matériau de la pièce

Les fluides de coupe sont nécessaires pour l'usinage de matériaux ductiles tels que l'acier. Pour les matériaux fragiles tels que la fonte et le bronze, les fluides de coupe ne sont généralement pas utilisés. Pour l'usinage de matériaux difficiles à couper, comme l'acier à haute résistance et les alliages à haute température, il convient d'opter pour des huiles de coupe ou des émulsions.

Lors de l'usinage du cuivre, de l'aluminium et de leurs alliages, les fluides de coupe contenant du soufre ne peuvent pas être utilisés en raison de leurs effets corrosifs, mais des émulsions ou du kérosène peuvent être employés. Lors de l'usinage d'alliages de magnésium, les solutions aqueuses ne doivent pas être utilisées pour éviter l'inflammation.

(2) En fonction du matériau de l'outil

Les outils en acier rapide ont une mauvaise résistance à la chaleur et doivent généralement être utilisés avec des liquides de coupe. Les outils en carbure ont une bonne dureté à chaud et sont résistants à la chaleur et à l'usure, et n'ont généralement pas besoin de fluides de coupe.

Si nécessaire, des émulsions à faible concentration ou des fluides de coupe synthétiques peuvent être utilisés, mais ils doivent être appliqués de manière continue et complète afin d'éviter que la lame ne se fracture en raison d'un chauffage et d'un refroidissement inégaux, ce qui peut entraîner des contraintes internes importantes.

(3) Sur la base de la méthode d'usinage

Lors d'opérations telles que le perçage (en particulier le perçage de trous profonds), l'alésage, le filetage et le brochage, où l'outil et la surface usinée subissent un frottement important, il convient d'utiliser des émulsions ou des huiles de coupe et de les appliquer en abondance. Lors de l'utilisation d'outils de filetage, d'outils de coupe d'engrenages et d'outils de formage, qui sont coûteux et difficiles à affûter, et lorsque la durée de vie de l'outil est importante, il convient d'utiliser des huiles de coupe extrême pression ou des huiles de coupe sulfurisées.

Pour le meulage, qui génère des températures élevées et produit une grande quantité de copeaux fins et de grains abrasifs délogés qui peuvent obstruer la meule et provoquer des brûlures sur la pièce, il convient d'utiliser un liquide de coupe doté d'une bonne capacité de refroidissement et de nettoyage, tel qu'un liquide de coupe synthétique ou une émulsion à faible concentration.

Pour le meulage de l'acier inoxydable et des alliages à haute température, il convient de choisir un liquide de coupe synthétique ou une émulsion à haute concentration offrant une bonne lubrification.

(4) En fonction des exigences d'usinage

Lors de l'usinage d'ébauche, lorsqu'une grande quantité de métal est enlevée et que les températures de coupe sont élevées, il convient de choisir un liquide de coupe doté d'une bonne capacité de refroidissement. Lors de l'usinage de finition, où l'objectif principal est d'améliorer la précision de l'usinage et la qualité de la surface, il convient de choisir un liquide de coupe ayant une bonne capacité de lubrification.

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