Les outils de coupe en carbure cémenté, notamment les outils à plaquettes indexables, sont les produits prédominants dans le domaine de l'usinage CNC. Depuis les années 1980, la gamme d'outils et de plaquettes en carbure cémenté, monoblocs ou indexables, s'est considérablement élargie à divers domaines d'application. Parmi ceux-ci, les outils à plaquettes indexables ont évolué, passant de simples outils de tournage et de fraisage à surfacer à une vaste gamme d'outils de précision, complexes et de formage.
(1) Types d'outils en carbure cémenté
En fonction de leur composition chimique principale, les carbures cémentés peuvent être classés en deux grandes catégories : les carbures cémentés à base de carbure de tungstène et les carbures cémentés à base de carbonitrure de titane (TiC(N)).
Les carbures cémentés à base de carbure de tungstène comprennent trois types :
Tungstène-cobalt (YG)
Tungstène-cobalt-titane (YT)
Ceux contenant des carbures rares ajoutés (YW)
Chaque type présente ses propres avantages et inconvénients. Les principaux composants sont le carbure de tungstène (WC), le carbure de titane (TiC), le carbure de tantale (TaC), le carbure de niobium (NbC), et d'autres encore, le cobalt (Co) étant le liant métallique le plus couramment utilisé.
Les carbures cémentés à base de carbonitrure de titane sont principalement composés de TiC, certaines variantes incorporant des carbures ou des nitrures supplémentaires. Les liants métalliques couramment utilisés sont le molybdène (Mo) et le nickel (Ni).
L’Organisation internationale de normalisation (ISO) classe les carbures cémentés utilisés pour la coupe en trois catégories :
Classe K (K10 à K40) : Équivalent à la classe YG de la Chine (principalement WC-Co).
Classe P (P01 à P50) : Équivalent à la classe YT de la Chine (principalement WC-TiC-Co).
Classe M (M10 à M40) : Équivalent à la classe YW de la Chine (principalement WC-TiC-TaC(NbC)-Co).
Chaque nuance est désignée par des nombres allant de 01 à 50, représentant un spectre d'alliages allant d'une dureté élevée à une ténacité maximale.
(2) Caractéristiques de performance des outils en carbure cémenté
① Dureté élevée
Les outils en carbure cémenté sont fabriqués par métallurgie des poudres, combinant des carbures à haute dureté et à point de fusion élevé (phase dure) avec des liants métalliques (phase de liaison). Leur dureté varie de 89 à 93 HRA, dépassant largement celle de l'acier rapide. À 540 °C, leur dureté se maintient entre 82 et 87 HRA, comparable à la dureté à température ambiante de l'acier rapide (83–86 HRA). La dureté du carbure cémenté dépend du type, de la quantité et de la granulométrie des carbures, ainsi que de la teneur en phase de liaison métallique. Généralement, la dureté diminue lorsque la teneur en phase de liaison métallique augmente. À teneur égale en phase de liaison, les alliages YT présentent une dureté supérieure à celle des alliages YG, et les alliages contenant du TaC ou du NbC offrent une dureté supérieure à haute température.
② Résistance et ténacité à la flexion
La résistance à la flexion des carbures cémentés couramment utilisés se situe entre 900 et 1500 MPa. Une teneur plus élevée en phase de liaison métallique confère une résistance à la flexion supérieure. À teneur en liant constante, les alliages YG (WC-Co) présentent une résistance plus élevée que les alliages YT (WC-TiC-Co), cette résistance diminuant avec l'augmentation de la teneur en TiC. Le carbure cémenté est un matériau fragile ; sa résilience à température ambiante est seulement 30 à 8 fois inférieure à celle de l'acier rapide.
(3) Applications des outils courants en carbure cémenté
Alliages YG :Principalement utilisés pour l'usinage de la fonte, des métaux non ferreux et des matériaux non métalliques, les carbures cémentés à grains fins (par exemple, YG3X, YG6X) offrent une dureté et une résistance à l'usure supérieures aux variantes à grains moyens présentant la même teneur en cobalt. Ils conviennent au traitement de matériaux spéciaux tels que la fonte dure, l'acier inoxydable austénitique, les alliages réfractaires, les alliages de titane, le bronze dur et les matériaux isolants résistants à l'usure.
Alliages YT :Reconnus pour leur dureté élevée, leur excellente résistance à la chaleur et leur dureté et résistance à la compression supérieures à haute température par rapport aux alliages YG, ainsi que pour leur bonne résistance à l'oxydation, les alliages YT sont recommandés pour les outils exigeant une résistance élevée à la chaleur et à l'usure. Ils sont idéaux pour l'usinage de matériaux plastiques comme l'acier, mais ne conviennent pas aux alliages de titane ni aux alliages silicium-aluminium.
Alliages YW :Combinant les propriétés des alliages YG et YT, ils offrent d'excellentes performances globales. Polyvalents, ils conviennent à l'usinage de l'acier, de la fonte et des métaux non ferreux. En augmentant judicieusement la teneur en cobalt, les alliages YW atteignent une résistance élevée, les rendant adaptés à l'ébauche et à la coupe interrompue de matériaux difficiles à usiner.
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Date de publication : 29 juillet 2025
