Présentation
Auteur(s)
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Robert LÉVÊQUE : Ingénieur civil des Mines - Président d’honneur du Cercle d’études des métaux
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les performances et la rentabilité des aciers à outils utilisés dans différents domaines de l’industrie comme l’usinage, la mise en forme à froid et à chaud, le moulage de matériaux métalliques, d’emballages verriers, de caoutchouc et de plastiques, le filage et l’extrusion d’aciers et d’alliages d’aluminium, de plastiques et de pâte de cellulose sont très étroitement dépendantes de leurs critères de mise en œuvre et de leurs propriétés d’emploi. Dans le premier cas, il s’agira de facilité d’usinage avec ou sans enlèvement de copeaux, d’aptitude au traitement thermique, à la rectification et au traitement de surface, dans le second cas, il s’agira de ténacité (faculté de résister à de fortes sollicitations sans déformations ni rupture brutale), de résistance à l’usure sous toutes ses formes (abrasion, adhésion, délamination...) et de bonne tenue à la corrosion en milieu aqueux ou en bain fondu.
Les conditions d’élaboration (voie lingot associée à la refusion sous vide ou sous laitier, métallurgie des poudres), les techniques de forgeage et de recuit, le traitement thermique et le traitement de surface permettent d’obtenir le nécessaire compromis entre une mise en œuvre relativement aisée pour des matériaux de grande dureté et une bonne tenue sous différents types de sollicitations mécaniques et thermomécaniques, éventuellement en milieu agressif.
La modélisation des sollicitations en service des outillages a permis de mettre au point des essais de caractérisation des propriétés d’usage très proches des conditions d’utilisation. Ces différents essais d’évaluation de la ténacité, de la résistance à la déformation à froid et à chaud, de la résistance aux chocs, à la fatigue thermique et à l’usure ainsi que de la tenue à la corrosion en milieu aqueux ou en bain fondu constituent véritablement une aide au choix des nuances d’aciers pour un mode d’utilisation déterminé.
Cet article s’insère dans une série consacrée aux aciers à outils :
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Aciers à outils. Composition chimique et structure Aciers à outils- Composition chimique et structure ;
-
Aciers à outils. Élaboration et transformation Aciers à outils- Élaboration et transformation ;
-
Aciers à outils. Mise en œuvre [M 4 587] ;
-
Aciers à outils. Classification et évolution Aciers à outils- Classification et évolution ;
VERSIONS
- Version courante de juin 2013 par Robert LÉVÊQUE
DOI (Digital Object Identifier)
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1. Critères de mise en œuvre
Pour plus de détails, nous renvoyons le lecteur aux références à .
Pour résister aux sollicitations, d’ailleurs très diverses, qu’ils supportent au cours du travail, les outils doivent assurer les trois propriétés fonctionnelles suivantes :
-
un niveau de dureté élevé, à la température ambiante et également à chaud dans certains cas ;
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une bonne résistance à l’usure, à la température ambiante et également à chaud ;
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une ductilité suffisante, pour éviter les ruptures brutales.
Contrairement aux pièces mécaniques qui travaillent le plus souvent par toute leur masse, les outils sont souvent sollicités par leur périphérie et c’est donc en surface que ces trois propriétés doivent atteindre leur valeur maximale. Dans la plupart des cas, ce sont d’ailleurs les dégradations de surface qui limitent la durée de vie des outillages. On voit donc l’intérêt que peuvent présenter les conditions de mise en œuvre dans le cas des outillages et notamment :
-
l’usinage ;
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le traitement thermique et le traitement de surface ;
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la rectification ;
-
l’obtention d’une texture superficielle.
1.1 Usinage des ébauches
Le lecteur pourra utilement consulter l’article Usinage et usinabilité [M 725] dans le présent traité et les...
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