Techniques d’usinage de l’alliage de cuivre au béryllium C17200 à durcissement structural

Cet article présente les techniques d’usinage de l’alliage à base de cuivre au béryllium C17200 à durcissement structural, en abordant ses caractéristiques de coupe, le choix des outils, les paramètres géométriques des outils, les conditions de coupe, les fluides de coupe, ainsi que les pratiques en fraisage et perçage. Grâce à une série d’optimisations techniques et à une expérience industrielle accumulée, le C17200 a été largement appliqué avec succès dans le domaine de la diagraphie pétrolière.

1. Le C17200 : Un alliage performant pour environnements extrêmes

Le C17200 est un alliage à durcissement structural qui présente une excellente combinaison de propriétés :

• haute dureté, résistance, limite élastique et résistance à la fatigue,

• bonne conductivité électrique,

• résistance à la corrosion,

• absence de magnétisme,

  le tout lui conférant une longue durée de vie dans des environnements extrêmes (hautes/basses températures, pression, milieux acides).

  Il est largement utilisé dans les industries de haute technologie, en particulier dans les instruments de diagraphie conçus par notre entreprise.

2. Caractéristiques de coupe du C17200

• (1) Durcissement à l’usinage : présence d’un durcissement rapide de ≥0,007 mm. Il faut donc des outils affûtés et une profondeur de coupe appropriée.

• (2) Forces de coupe élevées : dureté après traitement 38–44 HRC, générant chaleur et friction importantes. L’utilisation de liquide de coupe est indispensable.

• (3) Rigidité faible : module d’élasticité 128 GPa (60% de celui de l’acier). Un système d’usinage rigide est nécessaire.

• (4) Usure rapide des outils : oxydes de surface + haute résistance = abrasion rapide. La vitesse de coupe et l’avance doivent être optimisées.

3. Choix des outils de coupe

• Matériau d’outil recommandé : carbure métallique (meilleur que l’acier rapide).

• Types préférés : YG6, YG8 (YG > YT pour éviter l’adhérence au matériau).

• Objectif : augmenter la précision, la durabilité et résister à la chaleur/friction.

4. Paramètres géométriques des outils

• Arête de coupe arrondie : rε = 0,1 ~ 0,8 mm.

• Chanfrein négatif : γo1 = -10° à -5°, bγ1 = 0,3 ~ 0,8f.

• Goujures ou canaux de coupe : Rn = 2 ~ 7f.

• Angle de coupe γo : 5° à 10°.

• Angle de dépouille αo : 6° à 8°.

• Angles principaux κr / κ’r : 45° ~ 75° / 5° ~ 10°.

• Inclinaison de l’outil λs : -10° ~ -5° (ébauche), 0° (finition).

5. Paramètres de coupe recommandés pour le C17200

• Vitesse de coupe vc : 100 ~ 200 m/min

• Profondeur de passe αp : 0,05 ~ 3 mm

• Avance f : 0,1 ~ 0,15 mm/tr

6. Choix du fluide de coupe

• Objectif principal : dissipation thermique.

• Éviter les émulsions soufrées : elles peuvent provoquer des taches.

• Recommandé : huile minérale + 3% à 7% de graisse animale (bon lubrifiant, faible chaleur).

7. Usinage par fraisage du C17200

• Outils préférés : fraises en carbure.

• Méthode : fraisage en avalant asymétrique pour réduire les vibrations.

• Utilisation de fluide de coupe recommandée pour abaisser la température et améliorer la finition.

8. Usinage par perçage du C17200

• Outil : foret hélicoïdal en acier rapide (angle hélice 29°, pointe 118°, bord 12°).

• Vitesse de coupe réduite, lubrification abondante.

• Objectif : évacuation fluide des copeaux, éviter les rayures, limiter l’usure de l’outil.

• Stabilité essentielle pour éviter le durcissement du fond de trou.