Usinage CNC de produits en acier au carbone

Caractéristiques et choix des aciers au carbone selon la teneur : 1) Acier doux (C ≤ 0,25 %) : bonne plasticité, facile à usiner, résistance faible, adapté aux pièces embouties et aux structures soudées ; 2) Acier mi-dur (0,25 % < C ≤ 0,6 %) : bonnes propriétés mécaniques globales, équilibre résistance/ténacité, adapté à la fabrication d'arbres, d'engrenages, etc. ; 3) Acier dur (C > 0,6 %) : dureté élevée, bonne résistance à l'usure, mais plasticité faible, adapté à la fabrication d'outils, de moules, etc. Le choix doit tenir compte des forces subies par la pièce, du mode d'usinage et de l'environnement d'utilisation.

Précision de l'usinage CNC de l'acier au carbone : usinage courant ±0,01 mm, usinage de précision ±0,005 mm, rectification de précision permettant d'atteindre une précision encore plus élevée. Rugosité superficielle : ébauche Ra3,2-6,3 μm, semi-finition Ra1,6-3,2 μm, finition Ra0,8-1,6 μm, rectification de précision pouvant atteindre Ra0,02 μm. Après traitement thermique, la dureté de l'acier au carbone augmente, la difficulté d'usinage augmente, la précision et la qualité de surface peuvent diminuer légèrement, mais une précision élevée peut encore être garantie avec des outils et des procédés dédiés.

Méthodes pour empêcher la rouille de l'acier au carbone : 1) Électrodéposition de surface : galvanisation, chromage, etc., formant un film protecteur isolant l'air et l'humidité ; 2) Traitement par revêtement : peinture, poudrage, adapté aux pièces décoratives et non précises ; 3) Traitement chimique : phosphatation, brunissage, formant un film de conversion améliorant la résistance à la corrosion ; 4) Huilage : protection anti-rouille à court terme, adapté aux pièces non utilisées ; 5) Revêtement en acier inoxydable : améliore la résistance à la corrosion, coût plus élevé ; 6) Contrôle de l'environnement : stockage dans un environnement sec, éviter l'humidité. Le choix de la méthode dépend de l'environnement d'utilisation, du coût et des exigences esthétiques.

Raisons nécessitant un réusinage après traitement thermique de l'acier au carbone : 1) Le traitement thermique provoque la déformation des pièces, nécessitant un usinage ultérieur pour corriger la précision dimensionnelle ; 2) Après trempe, la dureté du matériau augmente considérablement, rendant l'usinage de précision difficile. Généralement, on adopte le flux "ébauche - traitement thermique - finition" ; 3) Le traitement thermique peut former une couche d'oxyde ou de décarburation en surface, nécessitant un usinage pour l'éliminer ; 4) Certaines surfaces d'ajustement de haute précision exigent une qualité de surface extrême, nécessitant une rectification de précision après traitement thermique ; 5) Pour les pièces complexes, une surépaisseur est prévue avant traitement thermique pour éviter l'impossibilité d'usiner après durcissement. Pour les pièces ne nécessitant pas une haute précision, un procédé sans réusinage après traitement thermique peut être utilisé.

Différences d'usinabilité entre l'acier au carbone et l'acier inoxydable : 1) Effort de coupe : l'effort de coupe de l'acier inoxydable est 20 à 30 % supérieur à celui de l'acier au carbone ; 2) Écrouissage : l'acier inoxydable s'écrouit sévèrement, l'usure des outils est rapide ; 3) Conductivité thermique : l'acier au carbone a une meilleure conductivité thermique que l'acier inoxydable, dissipant mieux la chaleur pendant l'usinage ; 4) Gestion des copeaux : les copeaux d'acier au carbone se cassent facilement, ceux d'acier inoxydable sont tenaces et s'enroulent facilement autour des outils ; 5) Choix des outils : l'acier au carbone peut utiliser des outils en acier rapide, l'acier inoxydable nécessite généralement des outils en carbure ; 6) Besoins en refroidissement : l'usinage de l'acier inoxydable nécessite un refroidissement plus puissant ; 7) Coût : le coût d'usinage de l'acier au carbone est inférieur à celui de l'acier inoxydable. Globalement, l'usinabilité de l'acier au carbone est meilleure que celle de l'acier inoxydable, avec une efficacité d'usinage plus élevée et un coût plus faible.

Différences de procédé d'usinage entre l'acier mi-dur et l'acier dur : 1) Choix des outils : acier mi-dur : outils en acier rapide ou carbure ; acier dur : recommandation d'outils en carbure ; 2) Paramètres de coupe : acier mi-dur : vitesse d'avance plus élevée ; acier dur : vitesse d'avance plus faible, vitesse de coupe modérée ; 3) Moment du traitement thermique : acier mi-dur : trempe globale après usinage ; acier dur : généralement ébauche puis trempe, suivi de la finition ; 4) Besoins en refroidissement : l'usinage de l'acier dur nécessite un refroidissement et une lubrification plus intenses ; 5) Surépaisseur d'usinage : l'acier dur se déforme davantage après traitement thermique, nécessitant une surépaisseur plus importante ; 6) Traitement de surface : l'acier mi-dur convient à l'électrodéposition et à la peinture ; l'acier dur convient au brunissage, à la nitruration, etc. Le choix d'un procédé rationnel peut améliorer l'efficacité d'usinage et la qualité du produit.