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tarauds en carbure monobloc

TARAUDS EN CARBURE MONOBLOC VERGNANO

L’utilisation des outils en carbure est en forte croissance ces dernières années. Aujourd’hui la plupart des usinages en tournage,

perçage et fraisage se fait avec ce genre d’outil. Leur développement vient de l’évolution des machines outils, qui a permis et deman-

dé l’emploi d’outils toujours plus résistant à l’usure, plus tenaces et qui consentent des vitesses de coupes plus élevées, par rapport

à ceux en acier super rapide.

En taraudage, pour certaines applications, l’emploi du carbure se révèle indispensable, comme par exemple dans le cas des aciers

trempés, ou bien très compétitifs, dans le cas des matières abrasives.

La gamme

La gamme inclus les types de tarauds suivants:

• TaraudsàdenturesdroitesavectroudelubrificationetentréeformeC,pourtrousborgnesetdébouchant,pourl’usinagedema-

tièresabrasives,commelafontegriseetlesalliagesd’aluminiumsilicieux,pourfiletagesMetMF(codesHB43 et HB45);

• Taraudshélicoïdauxaveclubrificationpourtrousborgnes,pourl’usinaged’aluminiumàcopeauxlongs,laiton,bronze,pourfileta-

gesM(codeHB29);

• Taraudsàdenturesdroites,pourtrousborgnesetdébouchant,pourl’usinagedesacierstrempésjusqu’à62HRC,pourfiletages

M(codeH130);

• Taraudsàrefouleraveclubrification,pourtrousborgnesetdébouchant,pourl’usinaged’acierderésistancebasse/moyenne,

d’inox,d’aluminium,pourfiletagesM(HB80NR).

Nousavonsaussiajoutédanslagammeunforetencabure(HP900)pourleperçagedesacierstrempés,jusqu’à62HRC.Sesdi-

mensionsontétéaugmentépourladuréedeviedutaraud.Ceforetpeutetreutilisépourréaliserlesavanttrousdefiletagepourle

taraud H130.

Les avantagesL’avantagedestaraudsencarburemonobloc,parrapportàceuxenHSS,résideenuneaugmentationremarquabledeleurduréedeviesurcertainstypesdematières,etaussisurlapossibilitéd’usinerdesaciersdurset/outrempés.Enparticulier,lorsdel’usinagedematériauxabrasifs,commelafontegriseoulesalliagesd’aluminiumsilicieux(Si>10%),laduréedeviedel’outilpeutatteindre8à10foiscelled’untaraudenHSS.

Touslestaraudspourfontesgrisesontlalubrificationparlecentreoutildanslebutdemieuxévacuerlescopeauxetdepouvoirta-rauder des trous borgnes ou débouchant profonds jusqu’à 3XD.

Les tarauds HB29,pouraluminiumetmatériauxnon ferreux,ont la lubrificationpar lecentreoutil,pour faciliter l’évacuationdescopeauxetpourpouvoirfileterdestrousborgnesprofonds jusqu’à3XD.Lesavantagesdérivantde l’emploidecestaraudssontl’augmentation de la durée de vie de l’outil et la réduction du temps de cycle.

Lestaraudspouracierstrèsdurs(codeH130)sontl’uniquesolutionpourl’usinagedesacierstrempés,jusqu’à62HRC.Eneffet,lestaraudsenHSSsontpratiquementinutilisablespourdesduretéssupérieuresà46HRC.

Lestaraudspardéformationencarburemonobloc(codeHB80NR)sontutilisablessurpresquetouslestypesd’aciers,ycomprislesaciers inoxydables, sur l’aluminium et ses alliages. Outre l’avantage indéniable de ne pas créer de copeaux, caractéristique de tous les taraudspardéformation,ilsoffrentlapossibilitéd’augmenterconsidérablementlesduréesdevie.Surlesaciers,cetteaugmentation,parrapportàuntaraudenHSS,peutatteindrevingtfois.

Il est indispensable d’utiliser les tarauds en carbure avec des mandrins de bonne qualité, qui garantissent une compensation minimale et qui ne présentent pas de jeux axiaux ou radiaux. Une solution optimale est l’emploi de mandrins de taraudage rigides, comme ceux de la nouvelle gamme Sincro de la Vergnano. Il est conseillé de respecter la vitesse de coupe préconisée, en partant toujours de la valeur la plus basse.

1

2

Le carbure monobloc

Le carbure monobloc est considéré comme un composant métallique, obtenu par frittage d’un mélange de poudre de carbure, majo-

ritairementdescarburesdeTungstène(WC),englobésdansunematricedeliantmétallique,lecobalt(Co).Lesautrescarburesutilisés

sont:lecarburedeTitane(TiC),diNiobium(NbC),deTantale(TaC).

Lescarburesconfèrentuneduretéetunerésistanceàlacompression,quipourlesoutilssignifientunerésistanceàl’usure,alorsque

le liant lui confère de la ténacité. La dimension des carbures est elle aussi importante, car elle permet d’avoir un compromis entre

dureté et ténacité.

Engénéral,lescaractéristiquesmécaniquesducarburedépendentdelacompositionchimique(typeetconcentrationdecarbure),du

pourcentage de liant, de la dimension des carbures et du processus de fabrication.

Propriété Acier super rapide Carbure monobloc

Dureté[HV30] 800 - 950 1400 – 1900

Resistanceàlacompression[MPa] 3000 - 4000 3000-6000

Resistanceàlaflexion[MPa] 2500 - 4500 1000 – 4000

Moduled’élasticité[GPa] 210 460–650

Densité ρ [kg/dm3] 8 – 9 10 – 15

Conductibilitéthermique[W/m/°C] 30 – 50 35 – 120

Coefficientdedilatation[10-6/°C] 12 4,3–6,5

Les principales différences entre le carbure et l’acier super rapide sont résumés dans le tableau suivant:

(*) Légende icone en page 5

Code taraud Matière Filetage Trou et

profondeur Emploi Rendement Mandrin Trou lubrification Entrée Queue Vitesse de

coupe Geometrie

HB43 HM3 x D

HB45 HM3 x D

HB29 HM

H130 HM

HB80NR HM

3 x D

3

Pour une concentration égale de carbure, plus la taille des grains diminue et plus la dureté augmente.

Ténacité

Dureté

Taille des grains [μm]

Ténacité à la rupture KIC

[M

Pa m^0,5]D

uret

é H

V50

1750

1700

1650

1600

1550

1500

1450

1400

12,3

12

11,7

11,4

11,1

10,8

10,5

10,20,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3

LanormeISO513prévoituneclassificationdescarbures,enfonctiondeleurpropriétéetdoncdeleurapplication.

SelonlaclassificationISO,lescarburessontdivisésentroisgroupes:P(marquagedecouleurbleue),M(marquagedecouleurjaune),

K(marquagedecouleurrouge).Lessousgroupessontindiquésparunnuméro,croissantsuivantlepourcentagedecobalt.

WCTiCTaCNbC

Co=5-17%

WCTiC

Co=6-15%

WC

Co=4-15%

SigleISO Composition chimique Propriété Paramètres de coupe Conditions d’usinageMatière

usinable

%Co % carbures Eléments Ténacité Vitesse de

coupeResistance

usure Dureté Avance Efforts de coupe

Matièreferreuse à copeaux

longs

Aciers

Fontessphéroïda-

les

Matièresdifficiles

Acier ino-xydable

Matièresnon

ferreuses à copeaux

courts

Fontes

Matièresnon ferreu-

sesMatières

plastiques

M10 Vit.moyen/grande

M20 Vitesse moyenne

M30 Sectioncopeaumo-yenne.

M40 Conditionsdéfavorablesavec fortes vibrations

K01 Finitiondetournageetfraisage

K10 Tournage,fraisage,perçage,alésage, brochage, taraudage.

K20 Taraudage

K30Tournage,fraisagedansconditions défavorables.K40

P10 Tournagegrandevitesse

P20 Tournage,fraisage

P30 Vit.moyen/basse

P40 Sectioncopeaumoyen/grande.

P50 Conditionsdéfavorablesavec fortes vibrations

P01 Grandevitesse,absencevibrations

LestaraudsdelagammeVergnanosontréalisésencarburemonoblocdetypeK.Lecarbureaungrain“uItrafin”,doncavecdes

propriétés très élevées de dureté et de ténacité.

4

LEGENDE TYPOLOGIE DE L’ARTICLE:

q 15 ÷ 20 Taraud adapté / Vitesse de coupe en [m/min]

l 40 - f1 Foret recommandé / Vitesse de coupe en [m/min] - avancement [mm/tour]

LUBRIFICATION INTERNE

IKZ Trou avec sortie axialeIKZ-R Trous avec sorties radiales

LUBRIFICATION

E EmulsionO Huile entièreMQL Micro lubrificationS A sec

MATIERE

HM Carbure monobloc

Matière

1. Acier

2. Acier inoxydable

3. Fonte

4. Aluminium Alliages d’aluminium

5. Cuivre Alliage de cuivre Laiton Bronze

6. Magnésium Alliage de magnésium

7. Titane Alliage de Titane

8. Nickel Alliage de Nickel

9. Matières plastiques

Groupe

1.11.21.31.41.51.61.71.82.12.22.33.13.24.14.24.34.45.15.25.35.46.16.27.17.28.18.29.19.2

Application Res. [N/mm2]200-400350-700350-850500-850

850-12001200-1400

--

< 850< 850< 1000< 1000< 1000< 300< 500< 500< 600

250-350< 700< 700

700-1500120-300240-400400-600600-1000400-600600-1000

LubrificationE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQL

O, MQLO, MQLO, MQLO, MQLO, MQLO, MQLO, MQL

O, MQL, SE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQLE, O, MQL

O, MQLE, O, MQL

O, MQLO, MQL

S

Acier doux / magnétiqueAcier de construction, de cémentationAcier au carboneAcier allié / traitéAcier allié / traitéAcier allié / à résistance élevéeAcier allié, dureté HRC 44-55Acier allié, dureté HRC 56-62Ferritique / automatiqueAusténitiqueFerritique + austénitque, martensitique, durcis par précipitationFonte griseFonte sphéroïdale, malléable, trempéeAluminium purAlliage d’aluminium de fonderie avec Si < 0,5% (copeaux longs)Alliage d’aluminium de fonderie avec Si < 10% (copeaux moyens)Alliage d’aluminium de fonderie avec Si > 10% (copeaux courts)Cuivre pur, Cuivre électrolytiqueAlliage de cuivre (copeaux longs), laiton - α (à copeaux longs)Alliage de cuivre (copeaux courts), laiton - β (à copeaux courts)Bronze à résistance élevéeMagnésium pur et alliage de MagnésiumAlliage de magnésium à résistance élevéeTitane purAlliage de TitaneNickel purAlliage de NickelMatières thermoplastiquesMatières thermodurcissable

Revêtements

Gamme

Lubrification interneMF 6HX

M 6H

6HX

Forme de l’entrée

Forme de l’entréeDIN 2197

Forme D 4 - 5 filets Forme C 2 - 3 filets

Types de trous

Matière

HB43 Code outil

l 15 ÷ 20 Taraud recommandé / Vitesse de coupe en [m/min]

Seulement pour trous borgnes

5

LEGENDE DES ICONES

Taraud aux coupes droites avec trou de lubrification interne (sortie axiale)

Taraud hélicoïdal avec 15° d’hélice à droite

Matière: carbure monobloc

Filetage métrique ISOà pas gros

Filetage métrique ISO à pas fin

Plage d’uti l isation: Groupe des matières

Type de queue: DIN 371

Type de queue: DIN 374

Type de queue: normeVergnano

Tarauds à goujures droites

Taraud par déformation avec goujures de lubri-fication

Vitesse de coupe re-commandée élevée

Taraud hélicoïdal avec trou de lubrification in-terne (sortie axiale) pour trous borgnes

Type et profondeur de trou: borgne et débou-chant jusqu’à 3 x d1

Type et profondeur de trou: borgne jusqu’à 3 x d1

Type et profondeur de trou: borgne et débou-chant jusqu’à 1,5 x d1

Rendement élevé

Taraud adapté exclusi-vement pour le tarauda-ge rigide (synchronisé)

Forme d’entrée D:4 - 5 filets

Forme d’entrée C:2 - 3 filets

HM

2.1-2

3 x D

Taraud travaillant par déformation avec trou de lubrification inter-ne (sorties radiales)

*Tableau pour l’avance du foret HP900 [mm/tour]

Diamètre f1 f22,6 0,032 0,0253,4 0,040 0,0324,3 0,050 0,0405,1 0,050 0,0406,9 0,070 0,0558,6 0,090 0,070

10,4 0,110 0,090

f [mm/min] = f [mm/tour] x N [tours/min]

Vitesse de coupe [m/min] x 1000

3,14 x d1 [mm]N [tours/min] =

*Vc-f

l 35 ÷ 50

l 35 ÷ 50

l 30 ÷ 45

l 25 ÷ 40

l 15 ÷ 30

q 2 ÷ 5 l 40-f1

l 2 ÷ 3 l 30-f2

l 1 ÷ 2 l 30-f2

l 10 ÷ 25

l 10 ÷ 25

l 15 ÷ 40 l 15 ÷ 40 q 15 ÷ 40

l 10 ÷ 20 l 10 ÷ 20 q 10 ÷ 20

l 15 ÷ 30 l 40 ÷ 50

l 15 ÷ 30 l 40 ÷ 50

l 20 ÷ 30 l 20 ÷ 30 l 20 ÷ 30 l 40 ÷ 50

l 15 ÷ 20 l 15 ÷ 20 l 15 ÷ 20

l 15 ÷ 40

l 15 ÷ 30

q 20 ÷ 25 q 20 ÷ 25 l 20 ÷ 25

l 5 ÷ 10

q 10 ÷ 12 q 10 ÷ 12

Neutre Neutre Neutre Neutre TiCN TiAIN

M3-M10M12X1,5M16X1,5

M3-M10 M3-M12 M3-M10 2,6-10,4

IKZ IKZ IKZ - IKZ-R -

HB45

HB43 HB29

H130

HB80NR HP900

C C C D C -

HM HM HM HM HM HM

l 40 ÷ 80

l 15 ÷ 40

l 30 ÷ 50

l 25 ÷ 40

q 30 ÷ 40

q 15 ÷ 20

TiAIN

M3-M10

IKZ

HB43

C

HM

l 40 ÷ 80

l 15 ÷ 40

l 30 ÷ 50

l 25 ÷ 40

q 30 ÷ 40

q 15 ÷ 20

TiAIN

M12X1,5M16X1,5

IKZ

HB45

C

HM

q 40 ÷ 80

q 15 ÷ 40

l 25 ÷ 50

l 25 ÷ 50

l 30 ÷ 50

l 25 ÷ 40

l 30 ÷ 40

l 10 ÷ 15

TiCN

M3-M10

IKZ

HB29

C

HM

q 5 ÷ 10

l 3 ÷ 6

l 2 ÷ 4

TiCN

M3-M12

-

H130

D

HM

6

* Tarauds sans lubrification interne

ød1 P L1 L2 L3 ød2 h6 a z [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [-]

M 3* 4* 5 6 8 10

0,5 56 8 18 3,5 2,7 3 0,7 63 10 21 4,5 3,4 3 0,8 70 10 25 6 4,9 4 1 80 12 30 6 4,9 4 1,25 90 16 35 8 6,2 4 1,5 100 18 39 10 8 4

129,50 €101,30 €179,50 €154,00 €232,30 €249,80 €

155,50 €121,50 €215,50 €184,80 €278,50 €299,80 €

Code outil

HB43 HB43TiAIN

DIN 371

Matière > HM Tolérance >

Forme de l’entrée >

Utilisation >

Type de trou >

6HX

C / 2-3

6HX

Pour trous borgnes et débouchants - Carbure monoblocFiletagemétriqueISO-DIN13

TARAUDS MACHINE POUR FONTES - Goujures droites - Lubrification par le centre outil

2,5 3,3 4,2 5 6,8 8,5

3.1-2 4.3-4.4

C / 2-3

M M

7

* Tarauds sans lubrification interne

ød1 P L1 L2 L3 ød2 h6 a z [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [-]

M 3* 4* 5 6 8 10

0,5 56 8 18 3,5 2,7 3 0,7 63 10 21 4,5 3,4 3 0,8 70 10 25 6 4,9 3 1 80 12 30 6 4,9 3 1,25 90 16 35 8 6,2 3 1,5 100 18 39 10 8 3

154,00 €136,30€201,30 €159,30 €225,50 €270,00 €

184,80 €163,50€241,30 €191,30 €270,50 €324,00 €

Code outil

HB29 HB29TiCN

DIN 371

Matière > HM Tolérance >

Forme de l’entrée >

Utilisation >

Type de trou >

6HX

C / 2-3

6HX

2,5 3,3 4,2 5 6,8 8,5

Pour trous borgnes - Carbure monoblocFiletagemétriqueISO-DIN13

TARAUDS MACHINE - Goujures hélicoïdales - Lubrification par le centre outil

C / 2-3

4.1-4.4 5.39.1

M M

8

Pour trous borgnes et débouchants et pour aciers jusqu’à 62 HRC - Carbure monoblocFiletagemétriqueISO-DIN13

ød1 P L1 L2 L3 ød2 h6 a z [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [-]

Code outil

Norme Vergnano

Matière > HM Tolérance >

Forme de l’entrée >

Utilisation >

Type de trou>

6H

D / 4-5

1.7-1.8

H130 H130TiCN

6H

M 3 4 5 6 8 10 12

0,5 56 12 17 3,5 2,7 3 0,7 63 14 19 4,5 3,4 4 0,8 70 17 22 6 4,9 4 1 80 20 - 6 4,9 4 1,25 90 20 - 8 6,2 5 1,5 100 24 - 10 8 5 1,75 110 28 - 12 9 5

186,80€177,80 €204,80 €247,50 €292,30 €364,30€407,00 €

2,6 3,4 4,3 5,1 6,9 8,6 10,4

224,00 €213,30 €245,50 €296,80€350,80 €437,30 €488,50 €

TARAUDS MACHINE - Goujures droites

D / 4-5

LES DIAMETRES DES AVANTS TROUS SONT

MAJORES. NOUS CONSEILLONS D’UTILISER

UN FORET POUR LES ACIERS TREMPES

HP900 (PAG. 11).

M M

9

* Tarauds sans lubrification interne

TARAUDS MACHINE A REFOULER - Avec goujures et trous de lubrification

Pour trous borgnes et débouchants - Carbure monoblocFiletagemétriqueISO-DIN13

ød1 P L1 L2 L3 ød2 h6 a z [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [-]

M 3* 4* 5 6 8 10

0,5 56 6 18 3,5 2,7 4 0,7 63 7,5 21 4,5 3,4 4 0,8 70 8,5 25 6 4,9 4 1 80 11 30 6 4,9 4 1,25 90 14 35 8 6,2 5 1,5 100 16 39 10 8 5

270,00 €270,00 €292,80 €328,00 €446,80€512,30 €

Code outil

HB80 NR TiCN

DIN 371

Matière > HM Tolérance >

Forme de l’entrée >

Utilisation >

Type de trou>

6HX

C / 2-3

2,8 3,7 4,65 5,55 7,4 9,25

1.1-5 2.1-24.1-3 5.1-2

M M

10

Pour trous borgnes et débouchants - Carbure monoblocFiletagemétriqueISOàpasfin-DIN13

TARAUDS MACHINE POUR FONTES - Goujures droites - Lubrification par le centre outil

ød1 P L1 L2 L3 ød2 h6 a z [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [-]

M 12 14 16

1,5 100 22 - 9 7 4 1,5 100 22 - 11 9 4 1,5 100 22 - 12 9 4

332,00 €399,50 €437,30 €

398,50 €479,50 €524,80 €

Code outil

HB45 HB45TiAIN

DIN 374

Matière > HM Tolérance >

Forme de l’entrée >

Utilisation >

Type de trou>

6HX

C / 2-3

6HX

10,5 12,5 14,5

3.1-2 4.3-4.4

C / 2-3

MF

FORET CYLINDRIQUE - Goujures hélicoïdales

DIN 6537 K

ød1 m7 ød2 h6 L1 L2 L4 z [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [-]

2,600 6 62 20 36 2 3,400 6 62 20 36 2 4,300 6 66 24 36 2 5,100 6 66 28 36 2 6,900 8 79 34 36 2 8,600 10 89 47 40 2 10,400 12 102 55 45 2

94,00 € 97,00 € 121,30 € 141,80 € 201,50 € 264,80€ 341,30 €

Matière > HM Queue >

Type >

Direction de coupe >

Utilisation >

Type de trou>

DIN 6535 HA

H

Droite

1.6-1.8

Code outil

<= 3XD

Pour aciers jusqu’à 62 HRC - Carbure monobloc intégral

11

HP900 TiAlN

Tolérance > m7

Angle d’affutage > 120°

LE FORET HP900 EST UTILISE POUR LES ACIERS DURS, POUR LA PREPARATION DES AVANT TROUS POUR LE TARAUD H130.

MF

ApplicationsLes tarauds en carbure sont utilisés dans de multiples applications, aussi bien dans le secteur automobile qu’aéronautique. Les exem-ples suivant mettent en évidence les différences notoires du carbure par rapport à l’utilisation de l’acier rapide, en termes de vitesse de coupe et de durée de vie outil.

12

Composant:

Application 1

Pince de frein

Taraud HSSK TiAlN IKZ Taraud HM HB43 TiAlN IKZ

Matière:AlSi7

M.G.4.3

Filetage: M10

Typedetrou:

Profondeur[mm]:

Lubrification:

Machine:

Mandrin:

Borgne

25

Emulsion10%Interne

Centred’usinagevertical

Rigide,enpince

Vc=25m/min Vc=50m/min

Durée=12.000filets Durée=100.000filets

Augmentationdurée:+730%-Réductiontempsdecycle:-100%

Composant:

Application 2

Bielle

Taraud HSSK TiN IKZ Taraud HM HB80NR TiCN

Matière:C70S6M.G.1.3

Filetage: M8

Typedetrou:

Profondeur[mm]:

Lubrification:

Machine:

Mandrin:

Borgne

16

HuileInterne

Centred’usinagevertical

Sincro,enpince

Vc=15m/min Vc=30m/min

Durée=3.000filets Durée=10.000filets

Augmentationdurée:+230%-Réductiontempsdecycle:-100%

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