L'acier est un métal courant qui joue un rôle important dans de nombreuses entreprises du monde entier. Sa polyvalence et sa résistance en font un choix de premier ordre pour les fabricants qui souhaitent répondre à des spécifications précises pour leurs produits. Parmi les différents services d'usinage des métaux, usinage CNC de l'acier est un processus hautement automatisé et polyvalent. Pourtant, l'obtention de résultats optimaux en usinage de l'acier nécessite une approche nuancée. Dans cet article, nous nous penchons sur les subtilités de l'usinage CNC de l'acier, en fournissant des informations essentielles pour vous aider à obtenir les meilleurs résultats.
Pour se familiariser avec le Processus d'usinage CNCConsultez notre guide détaillé sur pièces d'usinage.
Les différentes qualités d'acier utilisées pour l'usinage CNC de l'acier
Le choix du bon matériau est primordial dans l'usinage CNC de l'acier, et l'acier offre un monde de possibilités. Mais comment choisir la bonne nuance d'acier pour votre projet ? Examinons quelques nuances d'acier courantes et leurs propriétés pour vous aider à prendre des décisions éclairées.
Acier 4140
Faiblement allié au chrome, au molybdène et au manganèse, l'acier 4140 offre une solidité, une flexibilité et une résistance à la corrosion accrues. Il est idéal pour les accouplements, les broches, les boulons, les écrous et les pièces automobiles. pièces usinées en acier. Toutefois, le soudage peut nécessiter un traitement pré- et post-chauffage.
Propriétés mécaniques
| Propriétés | Valeur |
| Limite d'élasticité (MPa) | 655 |
| Allongement à la rupture (%) | 19 |
| Densité (g cm-3) | 7.87 |
| Module de cisaillement (GPa) | 80 |
| Dureté (Brinell) | 197 |
Acier 4130
Cette nuance, riche en éléments d'alliage comme le chrome et le molybdène, offre une excellente ténacité, une bonne usinabilité et une bonne résistance aux contraintes. Elle est utilisée dans la construction et les supports de moteur d'avion. Bien qu'il puisse être traité thermiquement, le soudage peut s'avérer difficile.
Propriétés mécaniques
| Propriétés | Valeur |
| Limite d'élasticité (MPa) | 460 |
| Allongement à la rupture (%) | 20 |
| Densité (g cm-3) | 7.87 |
| Module de cisaillement (GPa) | 80 |
| Dureté (Brinell) | 217 |
Acier 1018
Connu sous le nom d'acier au carbone doux, l'acier 1018 est apprécié pour sa soudabilité, ce qui en fait un excellent choix pour les pièces en acier cémenté à commande numérique. Cependant, il peut ne pas être compatible avec tous les processus de finition et son coût est relativement plus élevé.
Propriétés mécaniques
| Propriétés | Valeur |
| Limite d'élasticité (MPa) | 310 |
| Allongement à la rupture (%) | 15 |
| Densité (g cm-3) | 7.87 |
| Module de cisaillement (GPa) | 78 |
| Dureté (Brinell) | 131 |
Acier 1045
Acier à teneur moyenne en carbone, le 1045 est solide, robuste et résistant à l'eau. Il est utilisé dans divers projets d'usinage CNC de l'acier, notamment pour les essieux, les boulons, les engrenages, les arbres et les goujons. Bien qu'il soit usinable et soudable, il n'est pas recommandé pour les produits extrêmement robustes.
Propriétés mécaniques
| Propriétés | Valeur |
| Limite d'élasticité (MPa) | 450 |
| Allongement à la rupture (%) | 12 |
| Densité (g cm-3) | 7.87 |
| Module de cisaillement (GPa) | 60 |
| Dureté (Brinell) | 170 |
1215 Acier
Avec une teneur élevée en soufre, l'acier 1215 est facile à usiner et souvent utilisé dans les processus de décolletage. Il forme de petits copeaux pendant l'usinage, ce qui permet des taux d'usinage plus élevés. Il convient aux projets d'usinage lourds, tels que les goujons, les broches, les vis, les raccords et les raccords de tuyaux.
Propriétés mécaniques
| Propriétés | Valeur |
| Limite d'élasticité (MPa) | 415 |
| Allongement à la rupture (%) | 10 |
| Densité (g cm-3) | 7.87 |
| Module de cisaillement (GPa) | 80 |
| Dureté (Brinell) | 167 |
Outils et techniques utilisés pour l'usinage de l'acier
En ce qui concerne usinage de l'acierLes bons outils et les bonnes techniques peuvent faire toute la différence. Que vous exploriez le processus de Fraisage CNC de l'acier ou le plaquage fabrication d'acierIl est donc essentiel de connaître les outils à votre disposition. Voici un guide complet :
Outils à main
- Précision: Bon
- Temps de coupe: Lent
- Finition de la coupe: Bon
- Coût: Faible
Les outils manuels sont un choix fiable pour l'usinage de l'acier, car ils offrent une précision et une finition satisfaisantes. Cependant, ils fonctionnent plus lentement, ce qui les rend idéaux pour les projets à petite échelle avec des contraintes budgétaires.
Broyeurs CNC
- Précision: Haut
- Temps de coupe : Modéré
- Finition de la coupe: Bon
- Coût: Modéré
Les fraiseuses à commande numérique se distinguent dans l'usinage de l'acier lorsque la précision des coupes et un excellent état de surface sont primordiaux. Elles concilient précision et rapidité, ce qui en fait un choix polyvalent pour diverses applications sur l'acier.
Jet d'eau / Découpeur laser
- Précision: Très élevé
- Temps de coupe : Lenteur
- Finition de la coupe : Haut
- Coût : Relativement élevé
Les découpeurs à jet d'eau et à laser excellent pour les pièces minces en acier exigeant la plus grande précision. Elles offrent une précision inégalée et produisent des finitions de haute qualité. Cependant, elles sont relativement coûteuses et mieux adaptées à des tâches spécialisées.
Découpeur plasma
- Précision: Bon
- Temps de coupe: Rapide
- Finition de la coupe: Bon
- Coût : Modéré
Les découpeurs plasma sont la solution idéale pour découper rapidement et avec précision des tôles d'acier d'une épaisseur allant jusqu'à 20 mm.
Le choix de l'outil dépend du type d'acier et des exigences du projet. L'acier inoxydable, avec ses éléments d'alliage comme le chrome, peut être difficile à usiner. Optez pour des outils et des plaquettes explicitement conçus pour améliorer la durée de vie de l'outil et la charge de copeaux pour l'acier inoxydable.
En outre, vous pouvez envisager d'utiliser des outils en carbure et en acier rapide pour leur robustesse et leur résistance à l'abrasion, ce qui permet une coupe plus rapide et une durée de vie plus longue. Enfin, les outils revêtus de Nitrure d'aluminium et de titane Calico (AlTiN) sont préférés pour dégrossissage et semi-finition. En même temps, Nitrure de titane et d'aluminium (TiAlN) excellent dans la finition à sec à grande vitesse et l'usinage général.
Paramètres clés à prendre en compte pour le traitement des matériaux en acier
L'usinage de l'acier exige de la précision et les bons paramètres. Qu'il s'agisse de services d'usinage de l'acier, usinage de précision de l'acierou Fraisage CNC de l'acierLa clé du succès réside dans le respect de ces trois facteurs essentiels.
1. Vitesses et alimentations
- Valeur optimale : Vitesse et avance modérées pour une approche équilibrée. Vitesse et avance lentes pour les machines d'entrée de gamme.
Les vitesses et les avances constituent la base d'un usinage en douceur de l'acier. Voici ce qu'il en est :
- Vitesse et alimentation modérées: Idéal pour un usinage bien équilibré, offrant une coupe douce sans chaleur excessive. Excellent pour maintenir la durée de vie de l'outil.
- Vitesse lente et alimentation: Parfait pour les machines d'entrée de gamme. Minimise les vibrations, garantissant un excellent état de surface et une grande précision.
- Vitesse et alimentation élevées: Recommandé pour les coupes d'ébauche en vue d'un enlèvement rapide de matière. La vitesse sacrifie l'état de surface.
2. Outil de coupe
- Préférence : Optez pour un Fraise à 2 ou 3 cannelures pour un usinage efficace de l'acier.
L'acier est ductile et peut produire des copeaux longs et accrocheurs menaçant votre outil de coupe. Voici pourquoi une fraise à 2 ou 3 cannelures est la meilleure solution :
- Dégagement des copeaux: Le nombre réduit de goujures évite l'encrassement des copeaux, réduisant ainsi le risque de rupture de l'outil.
- Angle de l'hélice : Les angles d'hélice plus élevés conviennent bien aux poches, facilitant l'évacuation des copeaux vers le haut. Les angles d'hélice plus faibles sont idéaux pour les trous traversants, car ils dirigent les copeaux vers le bas.
3. Fluide de coupe
- Recommandation : Utilisation fluide de coupe pour gérer la chaleur, prolonger la durée de vie de l'outil et améliorer la finition de la surface.
Usinage de l'acier génère de la chaleur qui peut endommager vos outils et vos pièces à usiner. Voici comment le liquide de coupe vient à la rescousse :
- Régulation de la chaleur : Le liquide de coupe maintient les températures sous contrôle, évitant ainsi l'usure de l'outil et la détérioration de la pièce.
- Dégagement des copeaux: Il évacue les copeaux, réduisant ainsi le risque de recoupe des copeaux et d'endommagement de l'outil.
- Une plus grande efficacité : Un flux continu de liquide de coupe permet une vitesse de coupe plus rapide, des coupes plus profondes et des vitesses d'avance plus rapides.
Le choix du bon liquide de coupe est essentiel :
- Fluide de coupe à l'huile soluble (1:20) : Idéal pour l'usinage à grande vitesse avec des outils en carbure cémenté.
- Huile minérale grasse sulfochlorée : Parfait pour les opérations sur l'acier à haute résistance et l'acier à outils, comme le brochage et le filetage.
- WD-40 en spray : Fournir une lubrification adéquate pour les petits projets de bricolage avec des pièces plus petites.
Méthodes de finition de surface des pièces usinées en acier
Une fois que vous avez fabriqué la pièce usinée en acier, il est temps d'obtenir la finition parfaite pour que le produit soit prêt à l'emploi. Vous trouverez ci-dessous quelques méthodes de finition de surface couramment utilisées pour les pièces en acier usinées. usinage de précision de l'acier:
Revêtement par poudre
Le revêtement par poudre change la donne pour le fraisage CNC de l'acier. C'est comme si vous donniez une armure à vos composants. Une poudre sèche est appliquée de manière experte sur la surface de l'acier au cours de ce processus, formant une couche robuste.
Cette couche n'est pas juste pour le plaisir : elle est conçue pour résister à la corrosion comme un champion. L'épaisseur varie généralement de 0,15 à 0,3 mm, ce qui garantit que votre pièces de machines en acier rester sans corrosion et résistant à long terme.
Carburation
Pour que vos pièces usinées en acier soient aussi résistantes que des clous, la cémentation est l'arme secrète. Ce procédé consiste à chauffer l'acier avec des matériaux riches en carbone, comme le monoxyde de carbone ou le charbon de bois.
Qu'est-ce que cela fait ? Il transforme la surface de vos pièces en acier CNC en une forteresse impénétrable. Le résultat ? Une dureté et une résistance à l'usure exceptionnelles. La cémentation ne se contente pas de rendre vos pièces durables, elle garantit qu'elles peuvent encaisser des coups et continuer à fonctionner.
Nickelage
Pour les moments où l'on veut à la fois du style et de la substance, nickelage est un pas dans la bonne direction. Cette finition de surface permet à vos pièces en acier CNC d'atteindre un niveau supérieur. Une fine couche de nickel, d'une épaisseur d'environ 0,1 mm, est déposée par électrolyse sur la surface de l'acier.
La magie opère lorsque cette couche renforce la résistance de l'acier à la corrosion et à l'usure. C'est comme si vous donniez à vos pièces fabriquées par prototypage en acier un bouclier protecteur poli. Que vos pièces en acier soient exposées aux intempéries ou à une forte usure, le nickelage les protège.
Broyage
Parfois, c'est la touche finale qui compte. La rectification est comme le coup de pinceau de l'artiste qui lisse les aspérités et rehausse l'aspect de vos pièces en acier. La surface de l'acier est soigneusement affinée à l'aide d'une meule, ce qui permet d'éliminer les imperfections.
Au final, vous obtenez une finition élégante et polie qui est du plus bel effet et qui garantit que l'acier répond à vos spécifications. Qu'il s'agisse d'esthétique ou de précision, le meulage est l'étape finale qui permet aux pièces fabriquées par l'intermédiaire de l'entreprise de s'adapter à l'évolution du marché. prototypage en acier au niveau suivant.
Maîtriser les finitions de surface
Conseils et considérations : Pour maîtriser les finitions de surface, il est essentiel d'adapter la finition à l'usage. Chaque finition présente un avantage unique : le revêtement par poudre pour la résistance à la corrosion, la cémentation pour la résistance à l'usure, le nickelage pour une durabilité accrue et le meulage pour un aspect poli.
N'oubliez pas que l'usinage de précision de l'acier implique souvent des finitions de surface spécifiques adaptées à la fonction et à la conception de la pièce. Enfin, l'obtention d'un état de surface parfait requiert une certaine expertise.
Conclusion
L'usinage de l'acier est un processus de fabrication crucial, mais sa maîtrise exige une attention particulière aux détails et des techniques appropriées. La précision est essentielle, depuis la sélection de la bonne nuance d'acier jusqu'à l'optimisation de l'usinage de l'acier. paramètres d'usinage et minimiser les vibrations.
N'oubliez pas l'importance du post-traitement pour obtenir une finition impeccable. Pour obtenir des résultats de premier ordre dans l'usinage de l'acier, n'oubliez pas que Prototool est un partenaire de confiance dans l'industrie manufacturière.
Grâce à notre expertise et à notre souci de qualité, nous sommes en mesure d'offrir des services d'usinage de l'acier de premier ordre à chaque étape du processus. Vos projets d'acier méritent ce qu'il y a de mieux, et c'est ce que nous sommes là pour vous offrir.
