comment sélectionner les tarauds CPM en fonction du matériau

Dans l’usinage moderne des métaux, le choix du taraud adapté est essentiel pour l’efficacité d’usinage, la qualité du filetage et la durée de vie de l’outil.

Les tarauds CPM (Crucible/Carpenter Powder Metallurgy) — réputés pour leur dureté, leur résistance à l’usure et leur stabilité à haute température — sont devenus un premier choix pour de nombreux matériaux.

Ce guide explique comment sélectionner les tarauds CPM en fonction du matériau afin d’obtenir des résultats optimaux.

1. Que sont les tarauds CPM ?

Les tarauds CPM sont des outils de filetage haute performance fabriqués par métallurgie des poudres. Comparés aux tarauds HSS conventionnels, les tarauds CPM résistent à des forces de coupe et à des températures plus élevées, ce qui les rend adaptés aux matériaux plus durs ou difficiles à usiner.

• Principaux avantages des tarauds CPM
  • Résistance à l’usure : Conservent une durée de vie prolongée sous haute température et forte charge.
  • Stabilité thermique : Maintiennent leurs performances de coupe à des températures élevées.
  • Haute résistance : Préservent la ténacité et la stabilité lors du taraudage de matériaux à haute résistance.

2. Sélection des tarauds CPM selon le matériau de la pièce

Les différents matériaux nécessitent des propriétés de taraud spécifiques. Vous trouverez ci-dessous des catégories courantes et des recommandations ciblées.

2.1 Aciers (aciers au carbone, alliés, aciers à outils)

• Caractéristiques : Large plage de dureté ; tendance à générer des températures de coupe élevées.
• Tarauds recommandés : Tarauds CPM à haute dureté et résistance à chaud, par ex. CPM 10V ou CPM 15V, pour les aciers alliés de dureté moyenne à élevée.
• Remarques :
  • Utiliser des vitesses de coupe plus faibles pour prolonger la durée de vie de l’outil.
  • Appliquer un fluide de coupe pour réduire les frottements et améliorer l’efficacité de coupe.

2.2 Aciers inoxydables

• Caractéristiques : Plus grande dureté ; riches en Cr/Ni ; difficiles à usiner ; forte chaleur entraînant une usure des outils.
• Tarauds recommandés : Nuances CPM résistantes à l’usure et tenaces comme CPM S110V.
• Remarques :
  • Utiliser des fluides de coupe adaptés pour gérer la chaleur.
  • Réduire les paramètres de coupe pour éviter la casse du taraud.

2.3 Alliages d’aluminium

• Caractéristiques : Doux et très conducteurs ; sujets aux bavures ; usure notable des outils ; risque de formation de copeaux adhérents.
• Tarauds recommandés : CPM 9V ou CPM 15V pour supporter des vitesses de broche élevées et réduire l’usure.
• Remarques :
  • Des vitesses de coupe plus élevées sont acceptables, mais éviter la surchauffe pour prévenir l’adhérence.
  • Privilégier des géométries avec une forte évacuation des copeaux.

2.4 Titane et alliages à haute température

• Caractéristiques : Très haute résistance et résistance à la chaleur ; notoirement difficiles à couper ; usure sévère des outils.
• Tarauds recommandés : CPM S30V ou S35VN pour une résistance supérieure à chaud et à l’oxydation.
• Remarques :
  • Réduire la vitesse de coupe pour limiter l’accumulation de chaleur.
  • Envisager des revêtements spécialisés pour prolonger davantage la durée de vie de l’outil.

2.5 Cuivre et alliages de cuivre

• Caractéristiques : Doux avec une excellente conductivité thermique ; sujets à l’adhérence (copeaux collés).
• Tarauds recommandés : CPM 10V ou CPM 20CV pour leur résistance à l’usure et leur comportement anti-adhérent.
• Remarques :
  • Augmenter modérément la vitesse et l’avance pour favoriser l’évacuation des copeaux et limiter l’adhérence.

3. Facteurs supplémentaires influençant le choix des tarauds CPM

3.1 Conditions de coupe

• Vitesse de coupe : Les matériaux plus durs nécessitent des vitesses plus faibles ; les matériaux plus tendres permettent des vitesses plus élevées.
• Profondeur et avance : Pour les trous profonds ou les cycles à grande vitesse, ajuster l’avance et la profondeur pour éviter d’endommager le taraud.

3.2 Choix du revêtement

• Revêtements typiques : TiN, TiAlN, DLC, etc. Les revêtements peuvent nettement améliorer la résistance à l’usure, à la chaleur et à l’adhérence.
• Effet : Sur les matériaux durs, le bon revêtement prolonge la durée de vie de l’outil et réduit l’usure du tranchant.

4. Problèmes courants et solutions

4.1 Copeaux adhérents (adhérence)

• Problème : Avec les métaux tendres (alliages Al/Cu), les tarauds peuvent coller à la pièce.
• Solution : Augmenter légèrement la vitesse de coupe, assurer un refroidissement/lubrification adéquat, et utiliser des géométries de tarauds optimisées pour l’évacuation des copeaux.

4.2 Usure ou ébréchure prématurée

• Problème : Lors du taraudage de matériaux à haute dureté, les tarauds peuvent s’user ou s’ébrécher rapidement.
• Solution : Choisir des nuances CPM plus résistantes à l’usure (par ex. CPM 10V ou S110V) et optimiser les paramètres pour réduire la température de coupe.

4.3 Mauvaise évacuation des copeaux

• Problème : L’accumulation de copeaux dégrade la qualité du filetage et peut obstruer le taraud.
• Solution : Régler correctement les paramètres et la stratégie de refroidissement ; choisir des tarauds avec de fortes capacités de cassage/évacuation des copeaux.

5. Entretien et soin des tarauds CPM

5.1 Entretien des outils

• Inspecter régulièrement l’usure et remplacer à temps.
• Nettoyer les tarauds pour éviter l’accumulation de copeaux/résidus qui dégradent les performances.

5.2 Utilisation de fluide de coupe/lubrifiant

• Sélectionner le fluide de coupe/lubrifiant en fonction du matériau pour limiter la chaleur et stabiliser la qualité du filetage.

6. FAQ

Q1. Pourquoi les tarauds CPM sont-ils plus chers que les tarauds HSS ordinaires ?

Les tarauds CPM sont produits par métallurgie des poudres, ce qui permet d’obtenir des microstructures plus fines et plus homogènes, avec une dureté et une résistance à l’usure accrues.

Bien que le coût initial soit plus élevé, les tarauds CPM offrent une durée de vie plus longue sous forte charge et température, réduisant ainsi le coût global par trou/filetage.

Q2. Comment savoir quand un taraud doit être remplacé ?

Remplacez le taraud lorsque vous constatez une usure prononcée, des ébréchures ou une fracture.

Une baisse notable de la qualité du filetage ou une accumulation persistante de copeaux est également un signe clair d’usure.

7. Conclusion

Le choix du taraud CPM approprié est essentiel pour une productivité accrue, une durée de vie prolongée de l’outil et une qualité de filetage constante.

En adaptant la nuance et la géométrie du taraud aux caractéristiques du matériau — et en ajustant les conditions de coupe et les revêtements — vous pouvez améliorer considérablement les résultats.

Grâce à leurs propriétés exceptionnelles, les tarauds CPM s’appliquent largement aux aciers, aciers inoxydables, alliages d’aluminium, alliages de titane et autres, les rendant indispensables en fabrication avancée.

La compréhension des matériaux, des paramètres de coupe et des choix de revêtements permet aux équipes de production de sélectionner les outils optimaux, d’augmenter l’efficacité et de réduire les coûts.