Contribution à l'augmentation d'efficacité de coupe des outils en acier rapide par polissage électrochimique

The improvent of cutting tools efficience by electrochemical polishing

• Auteur / Autrice : Pál Boza
• Direction : Gérard Durand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie appliquée et génie des procédés industriels
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie électronique

Polissage électrolytique

Mots clés libres

Morphologie cristalline

Résumé

Ce travail nous a permis de montrer l'intérêt que peut présenter l'ajout d'une étape de polissage électrochimique aux procédés de fabrication d'outils de coupe en acier rapide. Les outils ayant subi une rectification, un affutage ou un usinage par électroérosion présentent à la surface et notamment sur leur arête de coupe différents défauts (microfissures, micro-bavures, couche blanche) qu'il convient d'éliminer pour accroitre leur longévité. L'étude des courbes intensité-potentiel sur une électrode à disque-tournant couplée à des mesures de rugosité, nous a permis de préciser les conditions conduisant à un polissage satisfaisant d'échantillons d'acier rapide (composition de l'électrolyte, température, densité de courant). L'étude a été poursuivie sur des outils réels. Ces outils sont traités en mode intensiostatique par une quantité d'électricité fixée (260 c) dans un mélange H3PO4, H2SO4, CrO3, H2O (respectivement 53, 30, 4 et 13%), à 80°C. Nous avons pu observer, par microscopie électronique, les modifications morphologiques apportées par ce traitement : suppression des bavures, disparition de la couche blanche, forme plus régulière des arêtes de coupe. Des mesures de rugosité ont montré un gain de plus de 50% sur les valeurs de Rt et Rq. L'amélioration de la rugosité et par conséquent la qualité du poli est cependant limitée par la présence à la surface de grains blancs. Ces grains ont été caractérisés à l'aide d'une sonde EDAX comme étant des carbures complexes. Présents initialement au sein du matériau, ils se dissolvent moins facilement que la matrice d'acier et subsistent en saillie à la surface de l'outil. Des mesures de micro dureté, montrent l'augmentation de celle-ci au voisinage de la surface. Cette micro dureté est en fait, après polissage électrochimique, constante suivant la profondeur, traduisant ainsi le fait que les couches perturbées ont disparu. Afin d'évaluer l'apport du traitement électrochimique en termes de durée de vie des outils, nous avons mis au point un test d'usure. Ces tests ont mis en évidence que les outils ainsi traites présentent une durée de vie supérieure de 40 à 50% à celle d'outils simplement affutés. Par ailleurs, dans le cas d'outils revêtus par PVD, la qualité de ces outils devrait être améliorée, si le dépôt est effectué sur un outil préalablement poli électrochimiquement.