Sandvik-coromant Heat resistant super alloys User Manual

GUIDE TECHNIQUESuperalliages réfractairesC-2920:034 FRE/01 © AB Sandvik Coromant 2010.08 Imprimé sur papier recyclable. Imprimé en Suède par Sandvik

81 5 10 15 20 25 30L'utilisation de liquide de coupe s'impose pour toutes les opérations, à l'exception du fraisage avec plaquett

98Carter de réacteurSolutions d'usinage de pièces/de caractéristiquesCaractéristiques Ebauche de bande de plaque d'appuiMatériau Incone

99Caractéristiques Usinage du rayonMatériau Inconel718 Fraise R216-20B25-050 Diamètre de fraise Dc 20mmPlaquette R216-20T3E-M2040 Nombre de d

100Eléments annulaires – festonsCaractéristiques Fraisage de festons d'élément annulaireMatériau Inconel718 Fraise CoroMill390 CoroMill

101Caractéristiques RainurageMéthode Fraisagetrochoïdal Matériau Inconel718 Fraise R216.24-08050EAK19P  1620 Diamètre de fraise, Dc 8 mmNomb

102 CoroMill®300   R300-0828E-PLGC1030 1  30 0.18    R300-1240E-PLG1030 2.5  30 0.25    R300-1240E-MMGC2040 2.5  25 0.25

103 6–8 80–200N/L/R331.1A-04-WLGC1030  35 0.07 8–10 80–200N/L/R331.1A-05-WLGC1030  35(N/L/R331.1A) 10–15 80–200N/L/R331.1A-08-WLGC103

104Le perçage dans les superalliages réfractaires peut être divisé en 5 domaines différents :Trous débouchants de Ø > 16 mm pour assemblagePetits t

105Trous débouchants de Ø 20 à Ø 80 mm dans des pièces à parois minces ou instablesLes carters aéronautiques sont des grandes pièces à parois minces

106Outils pour la production de trousPerçage Dia. du trou 3.0 à 20.0 mm Dia. du trou 14.0 à 63.5 mm Dia. du trou 25 à 65 mm Dia. du trou 63.5 à 1

107Diamètre de la fraise et du trouLe processus de fraisage de plans inclinés nécessite une fraise pouvant faire des cou-pes axiales. Le choix du diam

92. Tournage des matières à base de nickel – turbines à gaz de moteurs d'avions et turbines stationnairesClassification des étapes d'usinage

108 5% 10% 15% 20% 25%20%40%60%80%109876543210fz = fzsinθLe diamètre d'un trou peut être fini par inter-polation circulair

109CoroMill®327CoroTurn®XS1. Positionner l'outil en rotation (vc 75) au cen-tre du trou percé et le déplacer axialement par rapport à la profond

110CoroMill® Plura CoroMill® 327 CoroMill® 328 Filetage à la fraiseDans un carter type de moteur d'avion, de nombreux trous doivent être filetés.

111CoroMill®PluraLes filets sont fraisés en une seule passe. Cet outil multi dents donne un véritable profil de filet complet. Options 60° métrique, U

112Conditions de coupe de départ recommandées CoroDrill®Delta-C R846 3–16 Nuance GC1220, 20–30 0.06–0.12 pression d'arrosage 30 à 40 bars

113 16 26 20 34 25 44 R390-11T331E-ML 2040 2 30 0.10 32 58 40 74 25 38 32 52 34 56 35 58 40 68

114BA20.22Solutions en fonction du type d'usinageArbreØ 12 mm20 mm1500 mmØ 120 mmInconel 718

115Perçage dans l'industrie aéronautique – moteur d'avion3. Chanfrein Plaquette 327R06-1212045-CH 1025Corps 327-12b30EC-06vc 75 m/min fz

116CBACMC 20.22DSolutions en fonction du type d'usinageCarterØ 60 mmØ 22 mm20 mm5 mmØ 8.00 mm15 mm5/16-24 UNFWaspalloy

1171 PerçageCoroDrill 880 – Ø 21.00 mmPlaquette centrale – LM 1044 Plaquette périphérique – LM 1044vc 30 m/min fn 0.05 mm/tr2. Interpolation circulai

10Semi-finition – profondeurs de coupe comprises entre 0,5 et 5 mmÀ ce stade, la pièce a subi un traitement thermique sous une forme ou une autre aprè

118TournageDm = Diamètre usiné mmvc = Vitesse de coupe m/minn = Vitesse de broche tr/minTc = Temps de coupe (min)Q = Débit copeaux

119FraisageDcap = Diamètre de coupe à la profondeur de coupe réelle, ap mmlm = Longueur usinée mmap = Profondeur de passe mmae = Engagement en c

120 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 Hay

121 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 Hay

122 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 Jet

123 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 Jet

124 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 J16

125 USA USA UK Ni Cr Co Fe Mo C Mn Si Al Ti SAE AMS BS ANFOR Werkst. Nr DIN 1706 J16

126Notes

127Notes

11CC6060, CC6065CC670 CC670S05FGC1105 GC1105GC1115H13A H13AGC1125 GC1125GC2025 GC2135GC2035 GC1145Entaille faible Entaille importanteAngle d&apo

128Notes

High pressure coolant machining for better productivity and resultsDocumentationDes informations et des techniques utiles sont données dans nos catal

GUIDE TECHNIQUESuperalliages réfractairesC-2920:034 FRE/01 © AB Sandvik Coromant 2010.08 Imprimé sur papier recyclable. Imprimé en Suède par Sandvik

12Écaillage de la face supérieure : ce type d'usure est courant avec les plaquettes céramique dans les superalliages réfractaires. De petites éca

13CNMG DNMG SNMGCNMXkrfnhex ≈ fnhexhexfnapapRCMThex = fn x 0.71Dans l'usinage des superalliages réfractaires, le problème majeur est l'usure

14ÉbaucheSemi-finitionFinitionMeilleure productivitéProfondeur de coupeParois finesusinage de pochesproche d'un épaulementChoisir la plaquette ad

15Plaquette Xcel – optimisation de la plaquette rhombique traditionnelleSolution destinée au tournage de semi-fini-tion à proximité d'épaulements

1620151050A C EGHFDBA BC DEF GHS05FCNMGGC1105S05FCNMXGC1105S05FGC1105S05FGC1105CNMG GC1105 CNMG S05F CNMX GC1105 CNMX S05FCes plaquettes se montent su

17Tournage des superalliages réfractairesLa plaquette Xcel permet un doublement de productivité avec les superalliages réfractaires à base de nickel,

High pressure coolant machining for better productivity and resultsDocumentationDes informations et des techniques utiles sont données dans nos catal

18iCkrapPlaquettes rondes et plaquettes CoroCut® à géométrie ROParmi tous les types disponibles, les plaquettes rondes sont les plus robustes et celle

19fnhexkrfniCÉpaisseur des copeauxPour les plaquettes rondes, l'épaisseur des copeaux maxi est fonction de l'angle d'attaque. Lorsque l

20+–+–+Conseils d'application"Enfermement" – ce phénomène est un pro-blème qui se manifeste avec les plaquettes rondes lors des opérati

21GC1105 S05F (GC1105)111511051105S05FS05FS05F11051105S05FS05FS05F606060656701115Le choix d'une nuance pour l'usinage des superalliages réfr

22Nuances de plaquettes céramiques45º>45ºLes plaquettes en céramique offrent une excellente productivité dans les opérations d'ébauche et de s

23CC670CC6065CC6060vchexCC6065CC6060CC670Considérations de program-mationConsidérations relatives à la matièreTénacité d'ensembleChamp d'app

24fn/2 fn fn/2Conseils de mise en œuvre des plaquettes céramiquesChoix de la plaquette•Utiliserchaquefoisquepossibledespla-quettes rondes ou c

25Usure en entailleUne bonne programmation et quelques principes généraux peuvent suffire à mini-miser les phénomènes d'usure en entaille :•Uti

26GC1105H13AGC1115S05FNuances de plaquettes au carbureGC1105Carbure à grain fin avec revêtement PVD TiAlN. Bonne dureté à chaud et bonne ténac-ité. Nu

27 CNMG/DNMG RCMX/RO SNMG/CNMX SNMG CNMG/DNMG TF/GFapapapapapapS05F H13AUsure responsable d'un mauvais état de surface avec une plaquette

Table des matières Introduction 21. Superalliages réfractaires 3 Groupes d'alliages 4 Usinabilité/état de la matière brute 5 Types de pi

28fnlmDm1Finition1) Sélectionner le type de plaquette optimal pour la pièce et l'opération d'usinage.2) Utiliser la valeur d'ap optim

29BB B CDEEAABBBCDEECNGG 120408-SGF 1105CNMG 120408-SF 1105CNMG 120408-SF S05FCNMG 120408-SM 1105Recommandations SCLTous les essais de coupe correspon

30vc ap fn Durée de vie Qtot Q Qtotm/min mm mm/tr min m cm3/min cm350 2 0.25 5 250 25 12550 2.7 0.35 9 450 47 42550 3

31-SGFCoroCut® Q-CutSFSGFMF*CGT-UMSMMMMRSMQMQMGFROROTFTF4G4P4P5ESM1)1)SMRSMRSMXcelapfn-SMR-SF-SMGéométries et fragmentation des copeauxRecommandations

32Diagrammes de brise-copeauxVitesse de coupe 65 m/min, Inconel 718 – 44 HRcap mmfn mm/trap mmfn mm/trap mmfn mm/trap mmfn mm/trPlaquettes rondes2.51.

33ap mmfn mm/trap mmfn mm/trap mmfn mm/trap mmfn mm/trap mmfn mm/trap mmfn mm/tr2.01.00.50.250.15 0.2 0.250.15 0.2 0.252.01.00.50.250.15 0.2 0.3

34Type de plaquetteDébit copeaux : cm3/minCommentairesUtiliser un angle d'attaque de 45° pour réduire l'épaisseur des copeaux et limiter l&

35Gorges et profilage GC1105 GC1125 40– 60 0.1–0.15 TF 5E S05F GC1105 40– 60 0.2–0.4 RO 4P CC670

36125°Au sein des nombreuses familles de pro-duits Sandvik Coromant, les gammes de plaquettes et outils effectivement disponi-bles ne se limitent pas

37Commandez vos plaquettes spéciales recti-fiées selon vos spécifications :Spécifications clientLargeur laProfondeur iWRayons rε1, rε2Forme-copeauxLim

2IntroductionLe présent guide technique a pour objet central l'optimisation de l'usinage des superalliages réfractaires.S'agissant d&ap

38GS RSRG...-BG LX...-BGNX...-BGDomaine d'applicationGorge complète – 0,05 à 0,1 mm/trProfilage – 0,05 à 0,2 mm/trProfondeur de gorge maximum iW,

39Usinage de gorges profondes et profilageCertaines pièces aéronautiques (disques et distributeurs par exemple) comportent des évidements importants q

40S-RCMX 090700-SMSe monte sur porte-outils céramiques ce qui réduit le nombre des outils nécessaires et des changements d'outils pour :•Opérat

41Plaquettes céramiques CSGX pour tournage de gorgesSe montent sur porte-outils RCGX/RPGX en V.CSGX 060608 T01020 670, largeur 6,35 mmCSGX 090708 T0

42Ébauche – 26 HRcÉlimination de la croûte. kr 75º pour les grandes profondeurs de coupe (ap).Ébauche – 26 HRcMatière propre.Ébauche – 26 HRcPrélèveme

43Semi-finition – 46 HRcÉbauche à grande profondeur de coupe.Semi-finition – 46 HRcUsinage en coin –Céramique.Carbure.SNMG 190616 S

44Semi-finition – 46 HRcProfilage et usinage de poches.Céramique.Carbure.RNGN 120700 6060vc 300 m/min ap 2.0 mmfn 0.15 mm/tr150.23 9.5 mm 6

45Semi-finition – 46 HRcProfilage et usinage de poches. CoroCut.N123L2-0800 RO S05F 50 1.20 0.50 6 33 300 N123J2-0600 RO S05F 50 1.00 0.4

46Semi-finition – 46 HRc Tournage de gorges larges.Tournage de gorges étroites.Tournage de gorges étroites, rayon com-plet.150.23-0635 T01020 CC6

47Semi-finition – 46 HRcRainures d'ailettes de joint - porte-outils spéciaux, plaquettes standard.Gorges d'aubes sur disque/distributeur.Go

3Les superalliages réfractaires forment une famille d'alliages uti-lisés dans plusieurs domaines industriels :Moteurs d'avions Turbines à ga

48 Semi-finition – 46 HRCBagues1a CNMG 120412 SM GC1105 50 1.0 0.20 1b N123G2-0300-0004 GF GC1105 50 0.08/0.12OpérationOpération 1a Opér

49Semi-finition – 46 HRcParois minces/ instabilité.Usinage intérieur.CNMG 120408 SM GC1105 50 1.50 0.20 5 15 250 CNMG 120408 SM GC

50Finition – 46 HRcPlaquettes rondes.CoroCut.Pièces à parois minces.RCMT 1204M0 SM S05F 40 0.25 0.50 20 5 800 RCMT 10T3M0 SM S05F 40 0.25

513. Tournage des matières à base de cobalt– médical+ résistante à l'usure (matière de dureté 45-50 HRc).+ peut être coulée en formes complexes

52État de la pièceLes pièces forgées sont fabriquées à partir de matière coulée ou de lingots. Le distin-guo doit être fait, car il n'est pas san

53Usure en entailleUsure mécanique qui se concentre à la profondeur de coupe. Elle réduit considéra-blement la durée de vie de l'outil et produit

54iCkrap1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18On peut déduire de l'examen des mécan-ismes d'usure qu'une réduction de

55Pour bénéficier des avantages offerts par l'application des grands rayons, Sandvik Coromant a développé une gamme d'outils à l'avant-

569876543210121086420Géométrie des plaquettes rondes•R300-0828E-PL1030ou1010•R300-1032E-PL1030ou1010+ périphérie rectifiée.+ coupe légère.+

57Tournage ébaucheUp to 1.0Tournage de semi-finitionExtérieurTournage de finitionÉtape d'usinageÉbaucheIntérieurUp to 1.0Up to 1.0IntérieurExtéri

4MC S2.0.Z.AN CMC 20.2 425285200Hastelloy SHastelloy X 160Nimonic PK33 350Udimet 720WaspaloyMC P5.0.Z.AN CMC 05.3 Greek Ascoloy 300MC M1.0.Z.PH CMC 05

58• GC1105 – Revêtement fin PVD (TiAlN) exclusif sur substrat dur à grains fins. – Excellente adhérence au substrat même sur arêtes vives, bonne rés

59Solutions Sandvik CoromantCupules avec petit rayon et/ou fixation instable (dia. mini. = 34 mm) Ébauche Porte-plaquette : A20M-SRXDR 08-R Plaquet

60Fraisage des superalliages réfractairesPour le fraisage des superalliages, cer-taines exigences doivent être prises en compte.•Lefraisaged'

61Processus de planification de la productionPouroptimiseruneopérationd'usinage,ilfaut prendre en compte tous les aspects de l'applica

62Composants types – construction aéronautiqueChambresdecombustion Disques Elémentsannulaires Aubes/blisks SupportsdemontageStratégie d'usin

63Exigences en termes de puissance/de couple Lesexigencesentermesdepuissancevari-entenfonctiondelaquantitédemétalàenlever,del'é

64CoroMill®300 CoroMill®245 CoroMill®390CoroMill®300 CoroMill®390 CoroMill®Plura CoroMill®316S-R120R/CoroMill®300CConcept de fraiseLefraisage

65+–Lechoixdudiamètredefraisedépenddansunelargemesuredel'opérationetdelacapacitédelamachine.Lechoixdeplaquettescéramique

66Fraisage avec plaquettes indexablesDiamètre de la fraise et positionnement en surfaçageLechoixdudiamètredefraisedépendnor-malement de la larg

67+–Alorsquepourleprofilage,lepositionne-mentdelafraisepeutêtreprédéfini,pourle surfaçage, la position de la fraise est plusflexible,c

517-4 PHJethete M152Crucible A286Incoloy 800 Sanicro 30Incoloy 901Incoloy 901Inconel 625Nimonic 75Nimonic 263Nimonic PK 33 Waspaloy Nimonic 90 Nimonic

68454035302520151050Effet du type de plaquetteLorsdufraisagedessuperalliagesréfractaires,lestyledeplaquettedéterminel'épaisseurdesco

69S30TGC2040GC1030 S40TUsure en dépouilleUsureendépouillerapideentraînantunétatdesurfacemédiocreouhorstolérances.Cause:Vitessedecoupet

70E-PL E-MM M-MMCoroMill®300100806040200 GC2030 S30T GC2040 S40T GC1030  R300-1240E-MM R300-1240E-PL R300-1240E-MM R300-1240E-PL R300-1240E

71201612840Effet de la vitesse de coupe/vcOutilR300-063Q22-12H,plaquetteR300-1240E-PLS40T zn7,Dc51mm,ae36mm,ap2mm,fz0.24mm/dent, hex

72fzhexiCEffet de l'avance par dent, fzPourl'usinagedessuperalliagesréfractaires(commedesautresmatériaux,d'ailleurs),l'a

73403020100E-MMM-PME-PLOutilR300-063Q22-12H,zn7,Dc51mm,vc30m/min,ae36mm,ap2mm,Matière:Inconel718(44HRC)Temps de coupe (min) S40T

74iCkrap806040200Effet de la profondeur de coupe/de l'angle d'attaqueLechoixdelabonneprofondeurdecoupe/dubonangled'attaquepo

75100806040200Effet de la dureté avec la nuance et la géométrie E-PL 1030Danslesmatériauxlesplusdurs,lanouvellenuance/géométrieE-PL1030rési

76CoroMill®30030252015105040 43 46HRCR300-1240E-MM 2040Récapitulatif – Surfaçage de superalliages réfractaires avec plaquettes carbure•LaCoroMil

77+–50454035302520151050 GC1030 GC1030 GC1030 S30T GC2040 S40T GC2040  08E-PL 08M-PL 08M-PM 08M-PL 08M-MM 08M-PL 08E-MLUnangled'

6S05FGC1105 GC1105 S05F3.5 minMatière dure Matière tendre7 min6 min 12 minComparaison des usures en fonction de la dureté de la matière et de la nuan

78CoroMill®390+–50454035302520151050 S30T S30T GC1030 S40T GC2040 S30T GC2040  08E-ML 08M-PM 08M-PM 08M-PL 08M-MM 08M-PL 08E-MLApplica

7950403020100Effet de l'épaisseur de copeaux, hexOutilR390-025A25-11H zn4,Dc25mm,vc25m/min,ap5mm,Matière:Inconel718(44HRC)Recomm

801251007550250Effet de la vitesse de coupe, vcIlconvientdechoisiravecsoinlavitessede coupe pour le fraisage en bout des superalliagesréfract

8150403020100Taux d'immersion (ae/Dc)Lediagrammeci-dessousmontrequelefraisage avec une immersion radiale impor-tanteréduitladuréedevie

82CoroMill®390Récapitulatif – fraisage en bout/angle d'attaque de 90 degrés dans les superalliages réfractairesFraisage d'épaulements/inter

83S-R120RCoroMill 300C D3 Dc D5ml1 Coromant Capto12  50 S-R120R-038C5-12X03  3  38 C5 50 70  63 S-R120R-051C6-12X04  4  5

84Lefraisageavecdesplaquettescéramiquesefaitnormalementàsec.Danslaplupartdesopérations,l'arrosageauneffetnégatifsurladurée

85Effet de l'avance par dent/fzCommepourlesplaquettescarbure(rondes),l'épaisseurdecopeauxvarieetdépenddel'angled'att

86vchexChoix de la nuance et effet du sens de fraisageD363mm,zn4,vc1000m/min,ae32mm,fz0.11mm/dent, hex0.07mm,ap1.5mm(pasdeliquide

87Lessuperalliagesréfractairesétantcarac-térisésparuneimportanteduretéàchaudetunegrandeténacité,ilssonttrèsdiffi-cilesàusinerets

790% 10% 60% 10% 5% 25%45% 40% 15% 95% 5%10% 50% 40%70% 5% 25%90% 10% PièceQuelques exemples typiques de pièces en superalli

88Processus utilisant les techniques UGVFraisage trochoïdalLefraisagetrochoïdalestuneméthoded'ébaucheoud'enlèvementrapidedemat-iè

89Fraisage en avalant. Fraisage conventionnel.Recommandations de mise en oeuvreFraisage en avalantIlestpresquetoujourspréférabledeprivi-légierl

90AttachementL'undescritèresprincipauxpourlasélec-tiondel'outiletdel'attachementestlefauxrond,quidoitêtreleplusfai

91252015105020137Mécanismes d'usureL'usuretypeobservéesurlesoutilsCoroMillPluradanslecasdel'Inconelestlemicro-écaillage

92x xx xAngle d'héliceL'angled'héliced'unefraiseàrainurerestl'angledel'arêtedecoupeparrapportàl'axe

932052403530252015105080706050403020100Géométrie de la pointeLeprincipalphénomèned'usureobservédanslecasdel'UGVd'Inconelest

941009080706050403020100352522111009080706050403020100221611minminEpaisseur de copeaux (hex)L'engagementradialpeuimportantréduitl'épais

9510090807060504030201002216111812minEngagement radial (ae)Legraphiqueci-aprèsmontreque,pourlesapplicationsd'ébauche,levolumecopeauxt

96806040200806040200minR215.36-12050- R215.3C-12030- R216.24-12050- R216.24-12050- R216.34-12050- R216.34-12050- AC26L1620 AC26H1610 GAK26P

9720151050Finitionvc, m/min ap, mm ae, mm hex mm fz mm/dent Durée de vie d'outil, minVolume copeaux total et durée de vie d'