Outils qui s’usent tous les 200-500 pièces, arrêts machine continus, rugosités insatisfaisantes sur aluminium et laiton. Si vous reconnaissez ces problèmes, le Diamant Polycristallin (PCD) pourrait être la percée que vous recherchez.
Le problème que tout le monde connaît
Usiner des alliages d’aluminium à haute teneur en silicium, du laiton sans plomb ou des composites CFRP avec des outils traditionnels signifie souvent :
- Changements d’outils fréquents (tous les 200-1000 pièces)
- Vitesses de coupe limitées pour préserver l’outil
- Rugosités de surface nécessitant des reprises
- Coûts cachés d’arrêt machine et de main-d’œuvre
La solution : outils PCD
Le Diamant Polycristallin Compact combine la dureté du diamant (6000-7000 HV10) avec la robustesse d’un substrat en carbure de tungstène.
Les chiffres qui changent tout :
- Dureté : 4× supérieure au carbure (6000 vs 1500 HV10)
- Conductivité thermique : 8× meilleure (700 vs 90 W/mK)
- Frottement sur aluminium : 75% inférieur (0,05 vs 0,20)
Résultats réels sur les matériaux les plus critiques
Matériau | Vitesse Carbure | Vitesse PCD | Durée de vie | Rugosité Ra |
Al-Si 14% | 350-450 m/min | 1800-2100 m/min | ×10-25 | 0,1-0,3 µm |
Laiton CuZn21Si3P | 400-500 m/min | 1200-1800 m/min | ×15-20 | 0,12-0,18 µm |
CFRP 60% fibres | — | 250-400 m/min | ×8-12 | 0,2 µm |
Sources : Kennametal 2022, Amaral et al. 2018, ZYsuperhard 2023
Paramètres opérationnels optimaux
Fraisage Aluminium-Silicium
- Vitesse : 1500-2000 m/min
- Avance : 0,10-0,15 mm/dent
- Profondeur : ≤ 0,8 × diamètre
- Notes : Lubrifiant optionnel
Tournage Laiton sans plomb
- Vitesse : 1000-1400 m/min
- Avance : 0,15-0,25 mm/dent
- Notes : Usinage à sec conseillé
Perçage CFRP
- Vitesse : 250-350 m/min
- Avance : 0,08-0,12 mm/dent
- Profondeur : ≤ 3 × diamètre
- Notes : Plaque de soutien en sortie obligatoire
Quand NE PAS utiliser le PCD
Attention à ces limites :
- Jamais sur aciers (diffusion carbone-fer au-delà de 700°C)
- Éviter les passes interrompues (ténacité réduite : 3-5 MPa√m)
- Machines peu rigides n’exploitent pas les hautes vitesses
- Diamètres très petits où la ténacité maximale est nécessaire
- Chocs thermiques nécessitent une augmentation progressive
FAQ – Questions fréquentes
Q : Le PCD fonctionne-t-il aussi sur aluminium pur ? R : Oui, mais les plus grands bénéfices se voient sur alliages à haute teneur en silicium (>8%) où le carbure souffre davantage.
Q : Puis-je utiliser les mêmes paramètres que le carbure ? R : Non, le PCD nécessite des vitesses beaucoup plus élevées. Commencez progressivement et augmentez jusqu’aux paramètres optimaux.
Q : Combien de temps dure un outil PCD ? R : Sur Al-Si typiquement 10-25× plus que le carbure, mais cela dépend de l’application spécifique.
Conclusions
Le PCD n’est pas la solution universelle, mais sur alliages d’aluminium à haute teneur en silicium, laitons sans plomb et composites il offre des avantages décisifs :
- Vitesses triplées
- Durée de vie 10-25× supérieure
- États de surface excellents