Communiqués de presse

03/11/2008 L’usinage du titane de demain grâce à l’expert du carbure CERATIZIT La nouvelle nuance de carbure CTC5240 permet des vitesses de coupe jusqu’à 20 % plus élevées et des gains de coûts substantiels.

La réduction du poids des avions constitue l’exigence principale imposée à l’industrie aéronautique moderne, aussi bien pour l’aviation civile que pour l’aviation militaire. Le secteur industriel répond à cette demande par l’utilisation de nouvelles matières, notamment des matières composites renforcées par fibres de carbone. Il en ressort que le titane ne va cesser de gagner en importance dans la construction d’avions. Les éléments de structure qui maintiennent les composants en fibres de carbone sont de plus en plus fabriqués en titane, ils forment donc la structure portante d’un avion moderne. Cette nouvelle tendance en faveur du titane conduit par conséquent à une perte d’importance des éléments de structure en aluminium.

Parallèlement, le nombre de sous-traitants des principaux avionneurs, confrontés aux problèmes qu’implique l’usinage de cette matière difficile qu’est le titane, augmente. Dans ce cas précis, la nouvelle nuance CTC5240 de CERATIZIT constitue une véritable solution, car elle est résistante à la chaleur, tenace, résistante à l’usure et est caractérisée par une meilleure formation du copeau. De plus, cette nuance permet des vitesses de coupe jusqu’à 20 % plus élevées et par conséquent des gains de coûts substantiels.

Les employés du département de R&D de CERATIZIT déclarent d’une seule voix : « Il ne suffit pas d’améliorer et de parfaire les nuances et les géométries existantes ».
Pour cette raison, ce département de l’expert du carbure CERATIZIT s’est fixé l’objectif de proposer au secteur des outils coupants une solution d’outils qui permette aux utilisateurs de fabriquer leurs composants à partir de matières si exigeantes avec une productivité accrue et à des coûts de production relativement faibles. Cela n’est possible qu’en développant des outils et des plaquettes qui sont caractérisés par une performance exceptionnelle en termes de durées de vie, de paramètres de coupe et de fiabilité du processus. Afin d’atteindre cet ambitieux objectif, il ne suffit pas d’améliorer et de parfaire les nuances et les géométries existantes. Par conséquent, l’équipe de CERATIZIT s’est dès le début concentrée sur le développement d’une combinaison complètement nouvelle entre matériau de coupe, revêtement et géométrie, parfaitement adaptée aux exigences particulières imposées par les alliages de titane. Il s’agissait de réaliser les développements suivants :

• Nouveau substrat de carbure avec d’excellentes propriétés de tenue à chaud
• Nouveau revêtement avec une ténacité suffisante, une résistance élevée à l’usure et un faible coefficient de friction
• Nouvelles géométries pour une meilleure formation du copeau 

Bien que le titane possède de nombreux avantages, son usinage est coûteux
Les avantages des alliages de titane par rapport aux autres matières sont évidents. Ils sont caractérisés par une densité faible, légèrement au-dessus de celle de l’aluminium, mais possèdent en même temps une résistance deux fois plus grande, ce qui permet la conception d’éléments de structure plus fins et à poids réduit. Par contre, comme inconvénient, il faudra citer la mauvaise usinabilité qui, à cause des vitesses de coupe et des durées de vie réduites, se répercute défavorablement sur les coûts de production.

La raison principale de cette difficile usinabilité est la très faible conductivité thermique des alliages de titane. La conductivité thermique du titane est dix fois moins bonne que celle de l’acier. La chaleur générée pendant le processus d’usinage n’est pas absorbée par les copeaux comme c’est le cas pour l’acier, mais elle se concentre en grande partie dans l’outil, à savoir sur l’arête de coupe.

La nouvelle nuance CTC5240 est résistante à la chaleur, tenace, résistante à l’usure et est caractérisée par une meilleure formation du copeau
Et c’est précisément sur ce point que CERATIZIT intervient en développant une nuance de carbure dont la tenue à chaud est nettement plus élevée. L’avantage principal de la nouvelle nuance CTC5240 de CERATIZIT est justement cette extrême tenue à chaud qui permet des vitesses de coupe jusqu’à 20 % plus élevées que celles obtenus avec des produits concurrents. Ce qui représente bien entendu des gains de coûts.

Le revêtement, également développé récemment, doit protéger le substrat de carbure contre l’usure par abrasion et en même temps jouer le rôle d’un bouclier contre la chaleur. Cela signifie que le revêtement lui-même doit être un mauvais thermoconducteur pour empêcher la chaleur de pénétrer jusqu’au carbure. Afin de maintenir la chaleur générée à un faible niveau, le revêtement doit disposer d’une surface très lisse et les copeaux doivent pouvoir s’écouler sans résistance substantielle le long de la face de coupe. Le nouveau revêtement CVD à base de TiB₂, développé récemment par CERATIZIT satisfait pleinement à toutes ces exigences.

Le substrat extrêmement résistant à la chaleur de la nouvelle nuance CTC5240 de CERATIZIT permet d’utiliser des plaquettes avec une géométrie à coupe très douce. De cette façon, la pression de coupe est diminuée ce qui réduit à son tour la génération de chaleur. Grâce à ses géométries extrêmement positives, la formation des copeaux est nettement améliorée. Les copeaux froissés ou lamellaires sont évités, d’où une réduction ultérieure de la pression de coupe et de l’usure.