FR 
Usinage de pièces moulées en fonte ductile : Qu'est-ce qui fixe le coût par pièce
Le graphite nodulaire rend la fonte ductile solide, résistante et mérite d'être spécifiée. Cela rend également les copeaux filandreux, la chaleur tenace et la fenêtre de tolérance plus étroite que ne l'admettent la plupart des dessins. Le contrôle du nivellement et le montage décident plus que n'importe quel catalogue d'encarts.
Deux boîtiers de roulement, coulés la même semaine à partir du même modèle, peuvent se comporter comme deux matériaux différents sur une même machine. On perce proprement à 220 m/min. L'autre émousse un coin de la plaquette avant que l'outil n'atteigne sa pleine profondeur. Le programme n'a jamais changé. Les moulages ont fait : une section lourde en perlite près d'une colonne montante, une peau froide sur une fine côte ou un balancement de 40 HBW à travers le lot.
La métallurgie fixe le plafond, les luminaires fixent le sol et les données de découpe ne fonctionnent qu'à l'intérieur de la fenêtre qui les sépare.
Pourquoi les machines en fonte ductile sont différentes de la fonte grise
Dans la fonte grise, le graphite forme des flocons qui se trouvent à l’intérieur de la matrice comme des milliers de petits brise-copeaux internes. Les copeaux sont courts et la coupe est légère. Le traitement au magnésium transforme ce graphite en nodules, ce qui donne à la fonte ductile sa résistance et son allongement, et également ce qui élimine la cassure des copeaux intégrée.
Sur la machine, le résultat est prévisible : des copeaux plus longs et plus filandreux, des forces de coupe plus élevées à la même profondeur de coupe et plus de chaleur retenue dans l'arête de coupe car les copeaux en emportent moins. La matrice autour de ces nodules décide alors de l’usure de l’outil.
- Ferritique, environ 170-210 HBW. Doux et gommeux ; bords accumulés, finitions maculées et dimensions dérivantes à basse vitesse.
- Perlitique, autour de 230-290 HBW. Abrasif; l'usure en dépouille et en encoche prend le dessus, et la durée de vie de l'outil diminue rapidement à mesure que la dureté augmente.
- Structure mixte telle que coulée. Un grade peut lire 200 HBW dans une bride fine et 250 HBW dans un bossage lourd, simplement parce que la vitesse de refroidissement diffère.
- Nodularité et nombre de nodules. Machines à graphite fin et à haute teneur de manière constante ; le graphite grossier ou dégénéré devient un problème d'usinage bien avant de devenir un problème de résistance.
Deux pièces moulées peuvent porter le même cachet de qualité tout en différant de 40 HBW. Cette différence n'apparaît jamais sur le dessin. Il apparaît sur l'encart de facture.
Un détail mérite d’être rappelé : les fines de fonte ductile ne sont pas anodines. L'ébauche à sec produit une fine poussière riche en graphite, de sorte que l'extraction au niveau de la coupe appartient au processus et non à l'entretien ménager.
Des paramètres de coupe qui résistent à l'atelier
Les chiffres ci-dessous sont des points de départ pour le carbure revêtu sur une machine rigide, et non des promesses. La fonte ductile coupe plus rapidement que l'acier à faible teneur en carbone et plus lentement que la fonte grise de même dureté, et l'écart à l'intérieur d'un lot est généralement plus large que l'écart entre les nuances.
| État | Dureté typique | Vitesse de rotation | Nourrir | Remarques |
|---|---|---|---|---|
| Ferritique, tel que moulé | 170-210 HBW | 220-300 m/min | 0,25-0,40 mm/tour | Râteau positif et net ; maintenir la profondeur d'ébauche au-dessus de 2 mm pour que le bord reste sous la peau |
| Perlitique, tel que moulé | 230-290 HBW | 150-220 m/min | 0,20-0,35 mm/tour | Substrat résistant avec un revêtement TiAlN ou Al2O3 ; attendez-vous à une usure des flancs plutôt qu'à un écaillage |
| Tempéré ou réfrigéré | 300-380 HBW | 80-150 m/min | 0,15-0,25 mm/tour | CBN ou céramique à moustaches ; la rigidité compte plus que la vitesse |
| Coupe interrompue ou peau épaisse | varie | réduire de 25 à 35 % | 0,15-0,25 mm/tour | Râteau négatif et avantage fort ; ne laissez jamais l'outil rester dans la coupe |
- Gardez le premier passage sous la peau moulée. Écrémer une surface refroidie est le moyen le plus fiable de briser un bord.
- Ne poursuivez pas avec de la nourriture seule. Dans la fonte ductile, la finition s'améliore davantage grâce à la vitesse et à la netteté des bords qu'avec une alimentation plus légère.
- Fraisage : grimpez la coupe là où la configuration le permet, maintenez l'avance par dent élevée et éliminez les fines au lieu de les recouper.
- Vérifiez la dureté du lot entrant, et pas seulement du premier article. Un lot exécutant 30 HBW au-dessus de l'échantillon va vaincre un programme éprouvé sur cet échantillon.
Indiquez une plage de dureté sur le bon de commande. Une bande HBW 170-230 est une instruction d'usinage autant que métallurgique, et il est beaucoup plus facile de se mettre d'accord avant la coulée que de discuter après un problème de durée de vie de l'outil.
Casting Skin, Chill et le premier passage
Les un ou deux millimètres extérieurs d'un moulage au sable ne constituent pas le matériau pour lequel votre insert a été sélectionné. Cette couche peut contenir une zone réfrigérée provenant d’un moule froid, de sable brûlé, d’oxydes et de petites inclusions. Le retirer avec une légère passe de finition fait frotter l'outil plutôt que de le couper, et le frottement détruit les bords.
Surveillez les points durs près des contremarches et des côtes fines. Ils peuvent se situer bien au-dessus de la dureté du lot indiquée. Si le même endroit sur chaque pièce grince et se décolore, traitez-le d'abord comme un problème de motif et de refroidissement ; le changement de qualité de plaquette ne fait que déplacer la défaillance quelques pièces plus tard.
- Planez sur une surface qui sera usinée de toute façon, ou spécifiez un tampon usiné comme référence.
- Support directement sous chaque pince. La fonte ductile est suffisamment ductile pour rebondir sous une charge de serrage et maintenir cette déviation jusqu'à ce que les pinces se détachent.
- Utilisez un support à trois points et des vérins réglables sur les bases et colonnes longues, et vérifiez le balancement avant de serrer quoi que ce soit.
- Rugueux, relâchez, puis terminez. Si la pièce bouge après l'ébauche, ce mouvement appartient à la gamme de processus et non à une note de reprise.
Alésages, références et logements qui doivent rester concentriques
La plupart des rejets sur les pièces moulées en fonte ductile usinées sont géométriques et non cosmétiques. Un corps de compresseur relie une face de montage, un alésage principal et plusieurs sièges d'arbre. Indiquez que l'alésage d'une face de coulée brute et la tolérance sur laquelle vous travaillez réellement sont ceux du modèle et non de la machine.
La séquence qui tient le coup n'est pas glamour : ébaucher les faces de référence, laisser la pièce moulée se stabiliser, puis terminer l'alésage et usiner chaque siège associé à partir de celui-ci. La résistance supérieure de la fonte ductile permet aux concepteurs d'affiner les parois par rapport à la fonte grise, ce qui améliore le poids et nuit à la stabilité, car un boîtier mince dévie sous le serrage et se détend après la coupe.
La surépaisseur d’usinage est l’autre moitié de cette conversation. Trop peu de tolérance oblige à une passe de frottement superficielle ; trop signifie une opération d'ébauche supplémentaire et un risque plus élevé d'ouverture de porosité.
| Taille de coulée (dimension maximale) | Allocation simple face | Pièces typiques |
|---|---|---|
| Jusqu'à 150 mm | 2-3 mm | Capots, petits boîtiers, patins usinés |
| 150-500 millimètres | 3-5mm | Corps de pompes, corps de roulements, corps de vannes |
| 500-1500 millimètres | 5-8mm | Corps de compresseurs, bases de machines |
| Plus de 1500 millimètres | 8-12mm | Colonnes et grands cadres |
Cadres et colonnes : là où la vibration définit la finition
Les constructeurs de machines-outils choisissent entre la fonte grise et la fonte ductile pour des raisons qui apparaissent dans la coupe. Le graphite en flocons dans la fonte grise convertit efficacement les vibrations en chaleur, de sorte que les lits et les toboggans qui doivent rester silencieux sont souvent en fonte grise. Le graphite nodulaire abandonne une partie de cet amortissement mais apporte une résistance et une rigidité plus élevées, c'est pourquoi les colonnes et les structures soumises à une charge de flexion sont souvent en fonte ductile.
Pour le machiniste, cela signifie qu’une pièce moulée de grande taille doit être stable avant de pouvoir être précise. L'équilibre thermique avec l'atelier compte autant que le serrage : une colonne ébauchée à froid et finie à chaud se déplacera entre les opérations. Une vision plus large de la façon dont la qualité du moulage se reflète dans la précision de l'usinage vaut la peine d'être lu avant que le dessin ne soit figé.
En pratique : usiner d'abord la face de montage, indiquer les appuis du rail à partir de celle-ci et maintenir la passe de finition jusqu'à ce que la pièce s'arrête de bouger. Sur des tolérances serrées, mesurez sur deux jours différents.
Corps de pompe et de vanne : épaisseur de paroi et chemins de fuite
Les corps de pompe et les corps de vannes sont des limites de pression, donc un vice caché coûte cher. Un pore enfoui dans un mur est un moulage ; le même pore ouvert par une barre d'alésage est une pièce mise au rebut dans laquelle des heures d'usinage ont déjà été investies.
Deux habitudes réduisent ce risque. Précisez un contrôle non destructif des limites de pression avant l'usinage plutôt qu'après, car la radiographie ou le contrôle par ultrasons sur une pièce moulée brute coûte beaucoup moins cher qu'une pièce finie avec une face de joint suintant. Et mettez de la planéité et du parallélisme sur le dessin pour les faces de bride et les alésages de joint, car les tolérances dimensionnelles générales contrôlent rarement la caractéristique qui fuit réellement.
La fonte ductile gagne ici sa place en tolérant les coups de bélier, les cycles thermiques et les pics de pression qui fissureraient un matériau plus fragile. La conséquence de l'usinage est simple : les faces d'étanchéité et les cercles de boulons doivent conserver leur géométrie après les essais hydrauliques, et pas seulement sur banc.
Que régler avant la première coupe
L'usinage fiable des pièces moulées en fonte ductile est avant tout une habitude d'achat plutôt qu'un secret d'outillage. Mettez ces points sur la commande et l'atelier cesse de deviner :
- Une nuance plus une plage de dureté, avec l'emplacement du test indiqué.
- Surépaisseur d'usinage par caractéristique, et non par chiffre global.
- Définition de la référence et si la référence est telle que moulée ou usinée.
- Critères d'acceptation de la porosité sur les surfaces de pression et d'étanchéité.
- Exemple d'approbation comprenant une carte de dureté d'une pièce sectionnée.
La récompense : lorsque la répartition de la dureté est contrôlée et que les références sont convenues, les machines en fonte ductile à des vitesses prévisibles avec une durée de vie d'outil prévisible. La variable qui reste est celle que vous avez choisi de laisser ouverte.
Haian Aoyu Machinery Manufacturing produit des pièces moulées ductiles et en fonte grise pour les constructeurs de compresseurs, de pompes, de vannes et de machines-outils, avec une capacité de coulée annuelle d'environ 20 000 tonnes et une expérience d'exportation en Europe, au Japon et en Amérique du Nord ; tu peux revoir toute la portée du casting derrière ces pièces avant de placer un dessin sur le bureau d'un fournisseur.
