Acier rapide obtenu par métallurgie des poudres pour des outils de coupe nécessitant une excellente résistance à l’usure
Le TPM 52 UltraClean est un acier rapide obtenu par métallurgie des poudres. Il se caractérise par une très bonne résistance à l’usure associée à de très bonnes propriétés de coupe.
Applications
TPM 52 UltraClean trouve de nombreuses applications dans le domaine des outils de travail à froid pour la découpe, l’estampage, ainsi que pour les poinçons ou les matrices.
Le TPM 52 UltraClean peut également être utilisé pour les cylindres de travail à froid.
Le TPM 52 UltraClean est utilisé pour les outils de coupe (fraises, broches, couteaux, broches, etc.)
Propriétés principales
- Très bonne ténacité associée à une bonne résistance à l’usure
- Bonne résistance à l’usure
- Bonne résistance à la compression
- Très bonne stabilité
La comparaison avec les autres aciers à outils obtenus par métallurgie des poudres disponibles chez TG Steels, est présentée sur le diagramme ci-dessous.
Composition chimique (typique)
| C | W | Mo | Cr | V | Co |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.60 | 10.0 | 2.00 | 4.80 | 5.00 | 8.00 |
Désignation
| Nuance | ISO | Chine GB | JIS Japon | UK | AISI USA | Russie Gost | AFNOR | Autres / Spécial |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.3253 | HS 10-2-5-8 / X160WCoVCrMo 10 8 5 5 2 | – | – | – | – | – | – | – |
Structure
La structure du TPM 52 UltraClean est fine et homogène, sans précipitations ni alignements de carbures. En raison de son élaboration par métallurgie des poudres avec compression isostatique à chaud, la taille typique des carbures est d’environ 2 μm et le niveau de propreté est bien meilleur que dans les aciers à outils de travail à froid conventionnels.
Dureté à l’état de livraison
Recuit pour un maximum de 300 HB.
Propriétés mécaniques typiques à l’état traité (résultats d’essais internes non indiqués sur les certificats)
| Dureté | Résistance à la compression MPa |
|---|---|
| 63 | 3000 |
| 65 | 3200 |
| 67 | 3700 |
Proprietes physiques
| Température | 20°C | 400°C | 600°C |
|---|---|---|---|
| Masse Volumique kg/m3 | 8200 | 8100 | 8100 |
| Module d’Young N/mm² | 245000 | 217000 | 193000 |
| Conductivité thermique W/m.K | 25 | 29 | 27 |
| Coefficient de dilatation linéaire10-6/K | 11 | 11.2 | 11.6 |
Traitement thermique
Recuit d’adoucissement
Température: 850 – 900°C, durée 1h + 1h pour une épaisseur de 25 mm. refroidissement lent dans le four (10 à 20°C/h). L’atmosphère dans le four doit être réductrice pour éviter la décarburation de l’acier.
Detensionnement
Après l’usinage, il est recommandé d’effectuer un détensionnement à 650°C pendant un minimum de 2 heures, suivi d’un refroidissement lent dans le four jusqu’à 450°C.
Austénitisation
Afin d’éviter tout risque de fissures, il est recommandé de préchauffer en 3 étapes.
- 1re étape de préchauffage: température: 400°C Durée: 30 s/mm d’épaisseur
- 2e étape de préchauffage: température: 850°C Durée: 30 s/mm d’épaisseur
- 3ème étape de préchauffage: température: 1050°C Durée: 30 s/mm d’épaisseur
Température d’austenitisation recommandé: 1160 – 1180°C. Le temps de maintien ne doit pas être trop long pour éviter un risque de grossissement des grains et de perte de ténacité. Il est recommandé de maintenir la pièce à la température d’austenitisation pendant 30 minutes par pouce d’épaisseur dès que la température de surface atteint la température d’austenitisation.
Milieu de trempe
Huile à 80°C, vide (pression > 6 bars), bain de sel 500 – 550°C.
Pour garantir une bonne ténacité, il est préférable à l’huile ou en bain de sel.
Traitement par le froid
Pour les pièces nécessitant une grande stabilité dimensionnelle et pour augmenter la résistance à l’usure sans réduire la ténacité, il est recommandé d’effectuer un traitement par le froid à une température comprise entre -70°C et -190°C pendant 1 heure pour 25 mm d’épaisseur de la pièce. La plage de température allant de -70°C à -120°C (appelé traitement à froid de l’acier) entraîne la transformation complète de l’austénite en martensite et, par conséquent, une meilleure stabilité associée à une meilleure dureté, une meilleure résistance à l’usure et la plage de température comprise entre -135°C à -190°C (appelé cryotraitement de l’acier) conduit également à la transformation complète de l’austénite et à la précipitation de carbures ultrafins, améliorant considérablement la résistance à l’usure sans modification de la ténacité. Ce traitement est optionnel pour les applications courantes.
Revenu
Pour garantir également un taux minimum d’austénite résiduelle et pour une meilleure stabilité de l’outil, il est essentiel d’effectuer un double (meilleur triple) revenu. Chaque revenu est suivi d’un refroidissement à température inférieure à 100°C. Selon l’utilisation de la pièce, les températures de revenu suivantes sont recommandées:
| Austenitizing temperature | Temperature de revenu | Dureté | Propriétés |
|---|---|---|---|
| 1160 / 1180°C | 520°C | 65 / 67 HRC | Resistance à l’usure |
| 550°C | 64 / 66 HRC | Usure et ténacité | |
| 560°C | 63 / 65 HRC | Ténacité |
Chaque durée de revenu doit être au moins égale à 1h + 1h pour 25 mm d’épaisseur de la pièce traitée (épaisseur thermique équivalente).
Traitement de surface
Nitruration
TPM 52 UltraClean peut être nitruré à des températures inférieures ou égales à 20°C en dessous des températures de revenu sans risque de détérioration des caractéristiques mécaniques.
PVD, CVD
Le TPM 52 UltraClean convient à tous types de traitements PVD et CVD dès que la température de traitement est inférieure de 30°C à la température de revenu.
Usinage
Les paramètres d’usinage ci-dessous sont donnés à titre informatif uniquement et doivent être adaptés selon l’équipement et les conditions habituelles d’usinage.
Fraisage surfaçage à l’état recuit
| Outils carbure | Outils rapide | ||
|---|---|---|---|
| Ébauchage | Finition | Finition | |
| Vitesse de coupe m/min | 110 – 130 | 125 – 160 | 40 – 50 |
| Avance mm/r | 0.35 | 0.15 | 0.01- 0.1 |
| Profondeur de coupe mm | 2 – 3 | 1 – 1.5 | 0.01 – 0.1 |
Tournage à l’état recuit
| Outils carbure | Monobloc | ||
|---|---|---|---|
| Ébauchage | ½ Finition | Finition | |
| Vitesse de coupe m/min | 110 – 140 | 165 – 200 | 15 |
| Avance mm/r | 0.35 | 0.15 | 0.1 – 0.2 |
| Profondeur de coupe mm | 2 – 3 | 1 – 1.5 | 0.5 – 2.0 |
Perçage a l’etat recuit: forêt hélicoidal en acier rapide
| Insert | Monobloc | |
|---|---|---|
| Vitesse de coupe m/min | 130 | 70 |
| Avance mm/r | 0.10 | 0.20 |
Perçage: forêts hélicoidal en acier rapide
| Diametre du forêt mm | Vitesse de coupe m/min | Avance mm/r |
|---|---|---|
| < 5 | 11 | 0.07 |
| 5 – 10 | 0.15 | |
| 10 – 15 | 0.22 | |
| 15 – 20 | 0.30 |
Rectification
Indications générales pour l’utilisation de meules de rectification sur le TPM 52 UltraClean à l’état traité. En général, on utilise des meules à l’oxyde d’aluminium vitrifié assez souples (grades G à K pour la rectification cylindrique).
Une attention particulière sera portée au refroidissement efficace de la surface lors du meulage afin d’éviter la dégradation de la surface de la pièce.
Usinage par électroerosion
Le TPM 52 UltraClean convient également à l’usinage par électroérosion (fil ou électrode). De préférence, l’usinage sera effectué avec une faible densité de courant et une fréquence élevée afin de limiter au maximum l’épaisseur de la couche blanche.
Il est alors nécessaire de pratiquer un détensionnement à 25°C en dessous du dernier trevenu afin de réduire le niveau des contraintes résiduelles (qui pourraient entraîner un risque de fissure) et d’effectuer un polissage pour éliminer la couche blanche formée lors de l’usinage par électroérosion.
Télécharger la fiche technique TPM 52 Ultraclean (PDF)
Autres nuances : Aciers de Travail à Froid. Où acheter : Réseau de Services.
