Acier à outilsL'acier à outils est utilisé pour fabriquer des outils de coupe, des jauges, des moules et des outils résistants à l'usure. Il présente une dureté élevée et conserve cette dureté, sa dureté à chaud, sa haute résistance à l'usure et sa ténacité appropriée même à haute température. Il doit également présenter une faible déformation après traitement thermique, une bonne résistance à la corrosion et une bonne usinabilité. Selon sa composition chimique, on distingue trois catégories d'acier à outils : l'acier au carbone, l'acier allié et l'acier rapide (essentiellement un acier fortement allié). Selon son usage, on peut le classer en trois catégories : acier de coupe, ...acier à outils, acier à mouler et acier de calibre.
Acier à outils au carbone :
La teneur en carbone de l'acier à outils au carbone est relativement élevée, entre 0,65 et 1,35 %. Après traitement thermique, la surface de cet acier présente une dureté et une ténacité supérieures, tandis que le cœur offre une meilleure usinabilité. Sa dureté à l'état recuit est faible (inférieure à HB207), ce qui assure une bonne usinabilité, mais une dureté à chaud médiocre. Lorsque la température de travail atteint 250 °C, la dureté et la résistance à l'usure de l'acier chutent brutalement, la dureté descendant en dessous de HRC60. L'acier à outils au carbone possède une faible trempabilité, ce qui rend impossible la trempe d'outils de grand diamètre (la trempe à l'eau ne peut excéder 15 mm). Lors de la trempe à l'eau, la dureté de la couche superficielle durcie diffère fortement avec celle du cœur, ce qui favorise la déformation et la fissuration. De plus, sa plage de températures de trempe est étroite et la température doit être strictement contrôlée afin d'éviter la surchauffe, la décarburation et la déformation. L'acier à outils au carbone est désigné par le préfixe « T » afin d'éviter toute confusion avec d'autres aciers. Le chiffre qui suit indique la teneur en carbone, exprimée en millièmes de la teneur moyenne. Par exemple, T8 indique une teneur moyenne en carbone de 0,8 %. Pour les aciers à plus forte teneur en manganèse, la mention « Mn' » est ajoutée à la fin de la désignation, par exemple « T8Mn' ». La teneur en phosphore et en soufre des aciers à outils au carbone de haute qualité est inférieure à celle des aciers à outils au carbone de haute qualité courants ; la lettre « A » est alors ajoutée après la désignation pour les distinguer.
acier à outils allié
L'acier allié désigne un acier auquel on a ajouté des éléments d'alliage pour améliorer ses performances. Parmi les éléments d'alliage couramment utilisés, on trouve le tungstène (W), le molybdène (Mo), le chrome (Cr), le vanadium (V) et le titane (Ti). La teneur totale en éléments d'alliage ne dépasse généralement pas 5 %. L'acier allié présente une trempabilité, une résistance à l'usure et une ténacité supérieures à celles de l'acier au carbone. Selon son usage, on peut le classer en trois grandes catégories : outils de coupe, moules et instruments de mesure. La production d'aciers pour moules représente environ 80 % de celle des aciers alliés. Parmi ceux-ci, les aciers à haute teneur en carbone (supérieure à 0,80 %) sont principalement utilisés pour la fabrication d'outils de coupe, d'instruments de mesure et de moules pour travail à froid. Après trempe, la dureté de ce type d'acier est supérieure à HRC 60 et il offre une résistance à l'usure suffisante. Les aciers à teneur moyenne en carbone (0,35 % à 0,70 %) sont principalement utilisés pour la fabrication de moules pour travail à chaud. La dureté de ce type d'acier après trempe est légèrement inférieure, à HRC50~55, mais avec une bonne ténacité.
Acier rapide
Il s'agit d'un acier à outils fortement allié, généralement appelé acier rapide. Sa teneur en carbone se situe généralement entre 0,70 et 1,65 %, et sa teneur en éléments d'alliage est relativement élevée, pouvant atteindre 10 à 25 %, incluant C, Mn, Si, Cr, V, W, Mo et Co. Cet acier est utilisé pour la fabrication d'outils de coupe rotatifs à grande vitesse. Il présente une dureté à chaud élevée, une bonne résistance à l'usure et une grande robustesse. La proportion de Cr, V, W et Mo y est relativement importante. Même à une température de coupe de 600 °C, sa dureté ne diminue pas significativement. L'acier rapide est généralement produit dans un four électrique par métallurgie des poudres, ce qui permet une répartition homogène des carbures dans la matrice sous forme de particules extrêmement fines et contribue ainsi à sa longue durée de vie. Les outils en acier rapide représentent environ 75 % de la production totale d'outils en Chine.
Date de publication : 16 mai 2025