Usinage de l'acier à moules pré-durci : fraisage de blocs de la famille P20 à 30–36 HRC

Le principe du flux de travail

Les aciers pré-durcis — 1.2311, 1.2312, 1.2738 et leurs apparentés P20 — sont livrés à environ 290–340 HB (environ 30–36 HRC) précisément pour que le mouliste puisse usiner l'empreinte et mettre l'outil en service sans traitement thermique supplémentaire et sans déformation de trempe à corriger. Le prix de cette commodité est que chaque opération se fait dans un acier moyennement dur, et que les stratégies diffèrent de celles de l'usinage de l'acier doux.

Stratégie de fraisage

• Outillage : le carbure revêtu à grain fin est la référence — les revêtements de type TiAlN/AlTiN tolèrent la chaleur du fraisage dur ; les fraises hémisphériques et à rayon d'angle (toriques) dominent le travail des empreintes, dans les longueurs les plus courtes que la géométrie permet.
• Approche d'usinage à grande vitesse (HSM) : des engagements radiaux relativement faibles et des pas axiaux peu profonds à vitesse de broche et avance élevées maintiennent une épaisseur de copeau constante et des efforts de coupe faibles, ce qui protège à la fois la durée de vie de l'outil et l'état de surface. De grands recouvrements avec un outil profondément engagé surchauffent rapidement les arêtes dans cette plage de dureté.
• Les trajectoires trochoïdales/adaptatives d'ébauche maintiennent un engagement constant de l'outil dans les poches et les rainures — les pics d'engagement de l'ébauche par contournage classique sont la cause habituelle de la rupture soudaine des fraises dans le stock pré-durci.
• Le fraisage en avalant est préféré : il dirige la chaleur dans le copeau et évite l'entrée par frottement du fraisage en opposition, qui écrouit la surface et émousse les arêtes.

Semi-finition et finition

Parce qu'il n'y a pas d'étape de rectification après durcissement pour rattraper l'empreinte, le fraisage lui-même doit fournir une précision et une finition proches du résultat final. Les passes d'usinage de reprise nettoient la matière que l'ébauche n'a pas pu atteindre ; les passes de finition avec de petits recouvrements (des fractions de millimètre sur les surfaces profilées) laissent une surface qui ne nécessite que le pierrage et le polissage. Laissez une surépaisseur uniforme à chaque étape — une surépaisseur inégale se manifeste plus tard par des marques de broutage et des variations de polissage.

Là où l'électroérosion prend le relais

Certaines caractéristiques d'empreinte ne peuvent tout simplement pas être fraisées dans l'acier durci :

• Les nervures et rainures profondes et étroites, les angles internes vifs (un angle fraisé ne peut pas être plus vif que le rayon de l'outil) et la gravure fine relèvent de l'électroérosion par enfonçage.
• L'électroérosion à fil traite les profils traversants, les trous d'éjecteurs et de colonnes de guidage dans les plaques finies, ainsi que la séparation des inserts.

L'électroérosion sur acier pré-durci ne nécessite ni adoucissement ni re-durcissement, ce qui est exactement la raison pour laquelle le concept pré-durci s'associe si bien avec elle — mais prévoyez l'élimination ou la prise en compte de la fine couche refondue sur les surfaces polies ou soumises à une forte fatigue.

Notes pratiques

• Minimisez les reprises et les rebridages : l'état de livraison sans déformation vaut peu si le bloc est déformé dans l'étau. Soutenez entièrement les grandes plaques ; dégrossissez les faces contraintes de façon symétrique, car enlever de la matière de manière inégale d'une plaque laminée peut libérer les contraintes résiduelles et voiler légèrement le bloc même sans traitement thermique.
• Le 1.2312 (la variante de décolletage contenant du soufre) s'usine nettement plus vite et est idéal pour les blocs porte-empreinte et les pièces non polies ; tenez-le à l'écart des empreintes polies miroir, où ses inclusions plafonnent la finition réalisable.