Usinage CNC de l'acier inoxydable : Avantages, qualités et conseils pour réussir

L'acier inoxydable est l'un des matériaux CNC les plus précieux et les plus populaires que les fabricants utilisent pour fabriquer des prototypes et des pièces sur mesure. Il s'agit d'un alliage dont les principaux éléments d'alliage sont le fer, le chrome et le carbone.

Mais qu'est-ce que l'usinage CNC de l'acier inoxydable ? Il s'agit d'utiliser la commande numérique par ordinateur pour guider les outils de coupe qui façonnent l'acier inoxydable dans les dimensions souhaitées. L'usinage CNC de l'acier inoxydable peut s'avérer difficile en raison de la dureté et de la résistance à la traction élevées de ce métal. C'est pourquoi la compréhension du processus permet d'obtenir d'excellents résultats.

Cet article explique les avantages de l'utilisation de l'acier inoxydable pour l'usinage CNC, les types d'acier inoxydable, les alliages d'acier inoxydable standard utilisés pour l'usinage CNC. Usinage CNC du magnésium et ses applications.

Table des matières

Avantages de l'usinage CNC de l'acier inoxydable

L'acier inoxydable est un matériau couramment utilisé dans les industries pour l'usinage CNC de l'acier inoxydable. Voici quelques-uns des avantages de l'utilisation de l'acier inoxydable pour vos projets d'usinage CNC.

Résistance à la corrosion

L'acier inoxydable est naturellement résistant à la corrosion. Les pièces usinées en acier inoxydable peuvent donc résister à la rouille et aux taches d'eau susceptibles d'affecter leur fonctionnalité ou leur sécurité. En raison de sa grande résistance à la corrosion, les fabricants utilisent souvent l'acier inoxydable pour des applications intérieures et extérieures, notamment pour les ustensiles de cuisine, les éviers et les robinets, la marine, les toitures et les façades.

Haute résistance à la traction

C'est la force dont un matériau a besoin pour s'étirer jusqu'à son point de rupture. La résistance à la traction plus élevée de l'acier inoxydable le rend compatible avec les flexions et les roulements extrêmes auxquels il est exposé. Cette propriété permet à l'acier de rester intact lorsqu'il est exposé à des forces ou à des conditions extrêmes considérables sans se rompre.

Résistance à la cryogénie

La plupart des nuances d'acier inoxydable conservent leur stabilité à diverses températures. Par exemple, les aciers austénitiques présentent une ténacité exceptionnelle et une résistance accrue à la traction à des températures inférieures à zéro. Il convient toutefois de noter que cette caractéristique ne s'applique pas à toutes les nuances d'acier inoxydable.

Apparence

La teneur élevée en chrome de l'acier inoxydable lui confère une couleur blanc argenté qui ne se décolore pas et ne rouille pas avec le temps. De plus, l'acier inoxydable a une apparence esthétiquement attrayante. Il est donc idéal pour l'ingénierie et la décoration.

De même, il existe différentes finitions de surface compatibles avec l'acier inoxydable. Il est donc possible de créer un aspect esthétique et fonctionnel qui répond aux exigences des applications.

Durabilité et faible entretien

L'acier inoxydable a une durée de vie prolongée, ce qui en fait un matériau de choix dans les domaines suivants usinage CNC des métaux projets. Les pièces en acier inoxydable usinées par CNC sont souvent durables, faciles à nettoyer et nécessitent peu d'entretien. Elles sont également capables de résister à des températures extrêmes. Ces propriétés garantissent la longévité des pièces usinées en acier inoxydable.

Types d'acier inoxydable pour les projets d'usinage

Chaque type d'acier inoxydable possède des propriétés uniques qui influencent les processus d'usinage et les résultats. Il est donc essentiel de comprendre les différents types d'acier inoxydable pour les projets d'usinage afin d'obtenir d'excellents résultats. Vous trouverez ci-dessous les types d'acier inoxydable typiques utilisés pour les projets d'usinage :

Acier inoxydable austénitique

Ces aciers appartiennent à la série 300, les aciers inoxydables 304 et 316 étant les plus répandus. Leur nom provient des microstructures cristallines austénitiques présentes dans le fer. Ces aciers sont amagnétiques et contiennent un pourcentage élevé de nickel et de chrome. Ils présentent donc une excellente résistance à la corrosion.

Les aciers inoxydables austénitiques sont des matériaux couramment utilisés dans les applications techniques. Ils offrent une ténacité supérieure à basse température et une excellente usinabilité. Ces aciers sont idéaux pour la fabrication d'équipements de transformation des aliments, de récipients sous pression, d'échangeurs de chaleur et de pièces automobiles.

Acier inoxydable martensitique

Les aciers martensitiques sont principalement des métaux magnétiques d'une dureté exceptionnellement élevée. Ces aciers ont une structure similaire à celle des aciers ferritiques. Leur teneur plus élevée en carbone forme une microstructure interne de martensite, ce qui leur confère une solidité et une résistance à l'usure supérieures.

Ils offrent une résistance à la corrosion inférieure à celle de l'acier inoxydable austénitique et peuvent contenir des quantités plus ou moins importantes d'éléments carbonés. Les aciers inoxydables 440, 416 et 420 sont des aciers inoxydables typiques de cette catégorie.

Ces aciers conviennent aux applications nécessitant des matériaux résistants à l'usure et à haute résistance, car ils sont compatibles avec le vieillissement et le traitement thermique. Les applications typiques de l'acier inoxydable martensitique comprennent les instruments chirurgicaux, les armes à feu et les roulements à billes.

Acier inoxydable ferritique

Il s'agit d'aciers inoxydables hautement magnétiques à faible teneur en carbone et à forte teneur en chrome pour l'usinage CNC. L'acier inoxydable ferritique est très facile à usiner et très résistant à la corrosion sous contrainte. Il n'a pas non plus d'aspect brillant, contrairement à d'autres types d'acier inoxydable. Ces aciers offrent une ductilité supérieure, ce qui leur permet de s'adapter à différentes formes.

Les aciers ferritiques ont des propriétés de conductivité thermique remarquables qui les rendent appropriés pour des applications telles que les fours et les échanges de chaleur dans les chaudières. Les aciers inoxydables 446 et 434 sont des aciers ferritiques couramment utilisés. Ces aciers inoxydables sont souvent utilisés dans la fabrication d'outils industriels, d'ustensiles de cuisine et de pièces automobiles.

Acier inoxydable duplex

Les aciers inoxydables duplex possèdent une microstructure combinée d'acier inoxydable austénitique et ferritique dans leur conception. Ils présentent donc une grande solidité et une excellente résistance à la corrosion. Toutefois, ils présentent une mauvaise usinabilité par rapport à d'autres types d'acier inoxydable.

Les aciers inoxydables duplex à usinage CNC sont généralement magnétiques en raison de leur structure ferritique. L'acier inoxydable 2205 est une nuance typique d'acier inoxydable duplex. Leurs applications typiques comprennent les systèmes de tuyauterie, les échangeurs de chaleur, les condenseurs, les coquilles, les tubes et les réacteurs.

Acier inoxydable durcissant par précipitation

Ces aciers sont également connus sous le nom d'alliages d'acier inoxydable PH. Ils contiennent des éléments d'alliage tels que l'aluminium, le titane, le phosphore et le cuivre en petites quantités. Ces aciers sont soumis à un traitement de durcissement par vieillissement. Par conséquent, les aciers inoxydables PH tels que le 17-4 PH SS présentent une limite d'élasticité trois à quatre fois supérieure à celle de l'acier inoxydable austénitique à usinage CNC.

Les aciers inoxydables 17-4 PH et 15-5 PH sont des exemples typiques de ce type d'acier inoxydable. Ils sont spécialement traités pour obtenir les résultats souhaités, ce qui les rend idéaux pour les applications nécessitant une résistance extrêmement élevée. Les exemples incluent l'industrie chimique, l'aviation, les centrales nucléaires et la construction navale.

Alliages d'acier inoxydable courants pour l'usinage CNC

Il existe différents alliages d'acier inoxydable pour l'usinage CNC qui conviennent à différents usages. Voici les alliages d'acier inoxydable les plus couramment utilisés :

SS304

Le SS304 est l'un des alliages d'acier inoxydable les plus couramment utilisés. Il est plus abordable que la plupart des alliages et est réputé pour sa bonne soudabilité et son aptitude à l'usinage. L'acier inoxydable 304 est très sensible à la corrosion et à la fissuration. Il présente un taux d'écrouissage incroyablement élevé au cours du processus de fabrication. usinage en contre-dépouille. Ses utilisations typiques comprennent les pièces automobiles, les échangeurs de chaleur, la manutention des aliments et les applications architecturales.

SS303

Il s'agit d'un acier inoxydable facilement disponible pour l'usinage CNC gratuit, d'un prix modéré et d'une grande usinabilité. L'alliage SS303 offre une excellente usinabilité et une bonne résistance à la corrosion. Cet alliage ne convient pas au soudage ou aux applications marines. De plus, il ne durcit pas pendant le traitement thermique. Les raccords d'avion, les bagues, le matériel électronique, les écrous, les boulons et les vis sont des pièces typiques fabriquées avec le SS303.

SS316

L'acier inoxydable 316 présente une plus grande résistance à la corrosion que le 304. Il peut supporter des produits chimiques agressifs grâce à sa résistance supérieure à la corrosion. Il est donc idéal pour les environnements chlorés. L'acier inoxydable 316 nécessite des outils de coupe spéciaux car il est difficile à usiner. Les mains courantes, les fixations et les raccords, les échangeurs de chaleur, les tuyaux et les raccords de bateaux sont des utilisations courantes de l'usinage CNC de l'acier inoxydable 316.

SS416

L'acier inoxydable 416 est un autre acier inoxydable à usinage libre. Il s'agit des alliages d'acier inoxydable les plus faciles à usiner, avec une résistance modérée à la corrosion et une excellente solidité. Bien qu'ils présentent un certain niveau de résistance à la corrosion, ils ne conviennent pas aux environnements marins. Ils sont peu performants dans les environnements saturés en chlore. Ils ne sont pas compatibles avec les méthodes de soudage. Les applications typiques du SS416 comprennent les pompes, les vannes, les arbres et les engrenages, les écrous et les boulons.

SS Grade 17-4

Il s'agit d'une nuance d'acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation pour l'usinage CNC. Elle offre des propriétés uniques requises pour les applications lourdes. Bien que la nuance d'acier inoxydable 17-4 présente une résistance élevée, une grande ténacité et une excellente résistance à la corrosion, elle est susceptible d'être endommagée par la chaleur. Les turbines d'avion, le pétrole et le gaz, et les réactions nucléaires sont des applications typiques de l'acier inoxydable 17-4 PH.

Quelles sont les limites de l'usinage de l'acier inoxydable ?

L'usinage CNC de l'acier inoxydable peut être compliqué. Ces métaux se situent entre l'aluminium et le titane en termes de résistance, de dureté, d'usinabilité et de capacité à résister à la température. Nous aborderons ci-dessous quelques-uns des inconvénients courants de l'usinage de l'acier inoxydable :

Dureté élevée

La dureté relativement élevée de l'acier inoxydable entraîne d'inévitables problèmes lors de l'usinage CNC. Elle entraîne une augmentation du temps d'usinage, de l'usure des outils, de l'accumulation de chaleur et des contraintes résiduelles, et affecte la finition de la surface des pièces en acier inoxydable.

Surchauffe

L'acier inoxydable présente une mauvaise conductivité thermique, contrairement à d'autres types d'acier et de métaux. Cependant, l'usinage CNC de l'acier inoxydable entraîne une accumulation rapide de chaleur qui peut endommager le matériau, l'outil de coupe et les machines CNC au cours de l'opération.

S'endurcir rapidement

L'usinage de l'acier inoxydable est plus fastidieux que celui de la plupart des métaux, car il durcit rapidement et est difficile à manipuler. Il est donc nécessaire d'utiliser des outils spécialisés pour obtenir les meilleurs résultats lors de l'usinage de l'acier inoxydable.

Expertise technique

L'usinage CNC de l'acier inoxydable peut nécessiter une expertise technique et une réflexion car le processus est complexe. L'utilisation d'outils d'usinage CNC ou de vitesses incompatibles peut endommager l'acier inoxydable. Cette difficulté rend donc l'usinage CNC de l'acier inoxydable extrêmement lent et laborieux.

Conseils pratiques pour réussir l'usinage de l'acier inoxydable

Voici quelques-unes des meilleures pratiques à prendre en compte lors de l'usinage CNC de l'acier inoxydable afin de faciliter le processus d'usinage et d'éviter les complications potentielles.

Gérer la surchauffe

La chaleur est l'un des nombreux défis que les machinistes rencontrent dans leur travail. Usinage CNC de l'acier. Le contrôle de la température de coupe est essentiel pour obtenir les meilleurs résultats. En outre, vous pouvez introduire des mécanismes de refroidissement par soufflage d'air ou par brouillard dans la coupe afin d'atténuer la surchauffe. De même, les liquides de refroidissement contribuent à réduire les frottements et à prolonger la durée de vie des outils de coupe. Les experts en usinage recommandent des cycles de coupe intermittents, car l'usinage continu augmente l'usure des outils et la surchauffe.

Choisir un fluide de coupe adapté

Le choix des fluides de coupe appropriés (liquide de refroidissement ou lubrifiant) pour l'usinage CNC de l'acier inoxydable permet d'atténuer la chaleur et les frottements pendant l'opération. Les fluides de coupe appropriés protègent les outils d'usinage d'une usure excessive. L'état de surface des pièces en acier inoxydable s'en trouve amélioré.

En même temps, elle réduit les problèmes de surchauffe ou d'écrouissage et assure une bonne évacuation des copeaux. En général, les experts en usinage recommandent d'utiliser des huiles solubles ou des fluides semi-synthétiques pour les opérations d'usinage à grande vitesse.

Protéger la pièce contre la déformation

La déformation est l'une des raisons pour lesquelles l'usinage CNC de l'acier inoxydable peut s'avérer difficile. Des facteurs tels que l'incompatibilité des vitesses, de la vitesse d'avance et des outils de coupe choisis peuvent déformer une pièce. Les experts conseillent donc de minimiser la force de coupe, car des forces de coupe élevées contribuent à la déformation de la pièce. De même, il convient d'utiliser des outils de maintien de la pièce sûrs et stables pour éviter le broutage ou les vibrations, qui peuvent influencer l'état de surface ou la durée de vie de l'outil.

Choisir des fraises et des forets spéciaux

Lors de l'usinage de l'acier inoxydable, utilisez des outils CNC fabriqués à partir de matériaux de haute qualité, comme les fraises et les forets HSS en tungstène ou en molybdène. Ces outils peuvent supporter les contraintes du processus d'usinage de l'acier inoxydable avec une usure minimale.

En outre, ces outils permettent souvent d'obtenir une meilleure finition de surface lors de l'usinage CNC de pièces en acier inoxydable. Par conséquent, n'utilisez pas d'outils qui s'usent facilement, car ils peuvent réduire la vitesse d'usinage, ce qui augmente le coût de l'usinage CNC.

Employer des cycles de prélèvement et de broyage des copeaux

Pour gérer efficacement la formation des copeaux lors de l'usinage de l'acier inoxydable, il est préférable d'utiliser des cycles de picotage et de brise-copeaux. Cela permet d'éviter les copeaux longs et filandreux au cours du processus. Toutefois, le contrôle régulier de l'outil de coupe est un autre moyen de gérer la formation de copeaux lors de l'usinage CNC de l'acier inoxydable, car les outils CNC usés produisent davantage de copeaux.

Outils de coupe CNC et leurs revêtements adaptés au traitement des pièces en acier inoxydable

• Outils en carbure cémenté : Ces outils sont idéaux pour l'usinage CNC à grande vitesse ou à avance élevée de l'acier inoxydable. Ces outils de coupe ont souvent des pointes en carbure de tungstène ou un mélange de tungstène et d'autres carbures métalliques, notamment le niobium, le titane ou le chrome.
• Outils en acier rapide (HSS) : Les outils en acier rapide au molybdène et au tungstène sont les mieux adaptés à l'usinage à grande avance et à faible vitesse des matériaux en acier inoxydable. Molybdène offre un mélange parfait de dureté et de résistance, tandis que le tungstène offre une bonne résistance à l'abrasion.

Divers matériaux de revêtement sont appliqués sur les outils CNC destinés à l'usinage de l'acier inoxydable. Ces revêtements permettent d'accroître la dureté et la longévité de ces outils. Les revêtements typiques sont les suivants :

• Nitrure de titane
• Carbo-Nitrure de titane
• Nitrure de titane et d'aluminium
• Nitrure de chrome
• Diamant

Applications des pièces usinées en acier inoxydable

L'usinage CNC de pièces en acier inoxydable a de nombreuses applications. Voici quelques exemples d'applications typiques.

• Industrie automobile: Les constructeurs automobiles utilisent des alliages d'acier inoxydable pour fabriquer différentes pièces de véhicules telles que la carrosserie, le châssis, le système d'échappement et le réservoir de carburant.
• Industrie aérospatiale: Les exemples typiques de pièces en acier usinées CNC utilisées dans l'industrie aérospatiale comprennent les composants de moteurs à réaction, les trains d'atterrissage et les cellules d'avion.
• Industrie médicale: Les fabricants du secteur de la santé utilisent l'acier inoxydable pour différentes pièces médicales à commande numérique en raison de sa résistance à la corrosion. Les exemples typiques de pièces en acier inoxydable dans l'industrie médicale comprennent les aiguilles, les scalpels, les pinces, les supports de perfusion et les fauteuils roulants.
• ustensiles de cuisine: Les fabricants utilisent l'acier inoxydable usiné CNC pour fabriquer des ustensiles de cuisine et des emballages alimentaires, car il est très hygiénique.
• Ingénierie Construction: L'acier inoxydable offre une solidité et une résistance à la corrosion et aux chocs, ce qui en fait un matériau idéal pour les structures telles que les ponts.

Services d'usinage CNC de l'acier inoxydable chez Xcmachining

Chez Xcmachining, nous fournissons des services professionnels d'usinage de l'acier inoxydable. En tant qu'atelier CNC ISO 9001:2015, nous nous assurons que vos pièces personnalisées en acier inoxydable répondent à des normes de qualité rigoureuses. Nos machinistes experts ont des années d'expérience dans les domaines suivants Services d'usinage CNC. Nous proposons également des services complets, notamment l'usinage CNC à 3, 4 et 5 axes, la fabrication de tôles, le moulage sous vide et le moulage par injection.

Notre équipe d'experts expérimentés peut examiner l'aptitude à la fabrication de vos pièces en acier et fournir des recommandations pratiques pour optimiser votre projet. Contactez-nous dès aujourd'hui pour obtenir un devis gratuit.

Conclusion

De nombreuses industries ont recours à l'usinage CNC de l'acier inoxydable pour fabriquer des pièces très résistantes destinées à différents usages. L'acier inoxydable offre plusieurs propriétés uniques, telles qu'une grande solidité, un excellent rapport résistance/poids, une résistance à la corrosion et une durée de vie prolongée. L'usinage CNC de l'acier inoxydable facilite la production de masse rentable de pièces précises et exactes avec des finitions de surface de haute qualité.

FAQ

L'acier inoxydable est-il un métal difficile à usiner ?

Les machinistes rencontrent certaines difficultés lors de l'usinage de l'acier inoxydable. Toutefois, ces difficultés sont communes à la plupart des processus d'usinage et peuvent être facilement gérées avec l'expertise et les outils d'usinage adéquats.

Quelle finition de surface est compatible avec les pièces en acier inoxydable usinées par CNC ?

Différentes finitions de surface permettent d'améliorer la fonctionnalité et l'esthétique des pièces en acier usinées. Il s'agit notamment du brossage, du polissage, du brossage, du sablage et de la passivation.

Quels sont les procédés typiques d'usinage de l'acier inoxydable ?

L'acier inoxydable est compatible avec différents procédés d'usinage. Les machinistes utilisent des procédés d'usinage courants tels que le fraisage, le tournage, la rectification, le filetage, l'électroérosion et la découpe au jet d'eau pour façonner l'acier inoxydable en différentes pièces et composants.