ajustage_page_362 – Acier à outll – Acier rapide

L’acier ·à outil, l’acier rapide,
la trempe
216. Tous les outils des machines que nous
venons d’étudier (sauf les meules des machines
à rectifier) sont faHs en acïer trempé. On sait
que l’acier est un métal composé de fer pour
la plus grande partie, mais dans la constitution
,mquel entre également . un quantité plus ou
moms grande de carbone. Or l’une des propriétés
les plus caractéristiques d’un tel métal,
lorsque la quantité de carbone combinée atteint
ou dépasse environ 0,4% est de prendre
la trempe, c’est-à-dire que si l’on porte une
barre de cet acier à une température convenable,
au rouge pour les aciers au carbone, et
qu’on le trempe brusquement dans · l’eau ou
dans un autre milieu à basse température, le
métal acquiert une dureté considérable qui
lui permet de travailler le même acier non
trempé. .
Le choix d’un acier pour la fabrication des
outils est chose assez délicate et, dans la détermination
de c;e choix, entreront diverses considérations
dont les principales sont: le genre
d’outils à fabriquer, la matière que ces outils
devront travailler, et· 1e prix de cet acier.
Ainsi, pour fabriquer des forets travaillant
des pièces tendres (bois, pierre, calcaire), on
n’emploiera pas l’acier fondu, mais un acier
«Martin Siemens» valant trois fois moins
cher et dont le travail est d’ailleurs plus
facile. Mais, même dans l’acier fondu que
l’on emploie de façon générale pour le travail
des métaux, nous aurons à faire un choix
entre les différentes duretés. Pour travailler le
fer et l’acier on emploie assez souvent l’acier
dur, ainsi que pour Ies outils de tour, raboteuse,
grattoirs, crochets etc… – Les coussinets à
Sortes d’acier
fileter, les équarissoirs, les tarauds sont faits
assez souvent en acier fondu demi-dur, mais
il est préférable d’employer une nuance assez
résistante à la coupe. De même les poin9ons,
les matrices et autres outils à. chocs ne doivent
être faits en acier très dur que lorsqu’il s’agit
de travailler de l’acier résistant, et ·il est parfaitement
inutile d’emr.loyer une telle nuance
pour travailler des metaux tendres, comme le
cuivre ou ses dérivés et le fer blanc. On a en
effet remarqué que ces derniers outils, s’ils ne
s’émoussent pas par l’usage, par suite de leur
dureté, peuvent s’ébrécher: or un outil ébréché
est fréquemment inutilisable, il faut le
remplacer, tandis qu’on peut affûter un certain
nombre de fois .un outil simplement émoussé,
avant qu’il ne soit hors d’usage.
Depuis quelques années, une nouvelle sorte
d’acier est venu concurrencer et, en de nombreux
cas, remplacer complètement l’acier
fondu au carbone qui servait seul, auparavant,
à la fabrication des outils pour le travail des
métaux.
Il s’agit de l’acier à coupe rapide, dit acier
rapide ou encore Self Hardening à cause de sa
faculté de tremper à l’air. ·
Cet acier, dont le prix est 3 à 4 fois :plus
élevé que celui de l’acier fondu ordinaire, c està-
dire varie entre 20 et 25 frs. le kilo, est un
acier au carbone dans la constitutioQ duquel
entrent des quantités variables de métaux rares:
chrome, vanadium, tungstène, etc… C’est le
chrome, à vrai dire, bien <;iue la teneur en tungstène soit souvent plus elevée, qui donne à cet acier ses qualités spéciales, Ies autres métaux n'ayant que des effets améliorants. Voici un tableau donnant la composition de· quelques-uns des aciers rapides les plus réputés: Teneur en °/o de: 1 Chrome / Tungstène 1 Carbone 1 Manganèse 1 Silicium ·Bedel et Cie, Paris . ... . ........ . .. ...... 8,10 22,80 0,90 0,47 0,20 Acier Phoenigo Autrichien .............. 3,70 20,70 0,67 0,14 0,15 Acier Novo Anglais ... ... .. ........... . 2,95 18,85 0,76 0,42 0,33 Acier rapide Autrichien'. .............. .' .. 7,19 24,50 0.93 0.23 0,24 Acier universel •... ..•..... . . ............ 6,50 23,50 0,60 0,14 0,42 Acier Kejsar ............................ 1.22 18,77 0,87 0,27 0,11 Acier Armstrong Whilworlh et Cie .... .. 3,40 12,44 0,78 0,49 0.44 Acier Allen1and ............ ...... ........ 3,70 30,20 0,60 0,24 0,23 . L'acier à coupe rapide peut être fabriqué d'une façon satisfaisante, aussi bien au creuset qu'au four Sieme.ns Martin et sous ce rapport il ne demande pas autant de précaution .dans sa fabricat.ion que son prédécesseur l'acier fondu ordinaire au carbone, sur la qualité duquel la composition du creuset (graphite, argile etc ... )) avait une grande importance. L'avantage de cet acier, dit à coupe rapide, est de permettre, comme l'indique son nom une vitesse de coupe et une profondeur d~ coupe beaucoup plus considérables, par suite de la résistance enorme de son trancnant qui ne s'émousse pas, ni ne se brûle malgré la haute température, propriété corrélative de celle ~u'il possède de se tremper à l'air après élévation à une température voisine de celle de fusion. Ainsi on peut arriver, sur des tours ou des raboteuses à grand débit, à obtenir des copeaux d'un bleu très net ou même presque rouges, c'est-à-dire à haute température, sans préjudicier aucunement à l'état du tranchant de l'outil. On conçoit alors que cet acier n'est réellement avantageux, vu son prix élevé, qu'avec des machines très puissantes, extrêmement robustes, et i;>ermettant une grande vitesse de
coupe; et c est l’introduction de cet acier qui
a amené la création des machines-outils modernes
dont la puissance est 5 à 10 fois plus
grande que celle des machines employées auparavant.
Voici quelques chiffres donnant des résultats
obtenus par les outils en acier rapide:
Dès 1903, des expériences faites chez Armstrong
et Whitworth permirent d’atteindre dans