Etude de l’usinabilité des aciers inoxydables austénitiques réfractaires – application aux corps de turbo compresseur

Study of the machinability of heat resistant stainless steel- application to turbo compressor housing

• Auteur / Autrice : Rabiae Arif
• Direction : Guillaume Fromentin, Frédéric Rossi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie mécanique - procédés de fabrication
• Date : Inscription en doctorat le 01/02/2017
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM
• Ecole(s) doctorale(s) : SMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LaBoMaP - Laboratoire Bourguignon des Matériaux et Procédés

Mots clés

Mots clés libres

Usinabilité

Aciers inoxydables

Austénitiques

Réfractaires

Machinability

Heat resistant

Stainless steel

Résumé

Dans le cas de l’usinage des corps des turbocompresseurs en acier inoxydable austénitique réfractaire, du fait de la mauvaise usinabilité de ces alliages, les conditions de coupe et les durées de vie des outils sont fortement altérées par rapport à des acier standard de résistance mécanique équivalente. De fait, le coût de l’usinage de ces pièces, outils coupants compris, constitue une part importante du prix de revient de la pièce. Il convient donc d’étudier cette problématique d’usinabilité pour trouver des voies d’amélioration et s’assurer de garder une compétitivité exigée par ce marché très concurrentiel. Les corps de turbocompresseurs sont obtenus de fonderie et ne sont pas exempts d’hétérogénéités, d’impuretés et de sur-épaisseurs variables. Leur usinage nécessite à la fois des opérations de tournage, fraisage et de perçage. Dans le cas de ces opérations intérieures la sévérité de l’usinage est accrue et ceci d’autant plus qu’elles reposent sur des outils monoblocs étagés, très complexes et couteux. En effet, l’évacuation des copeaux et de la chaleur en perçage sont des problématiques supplémentaires. Ces contraintes induisent des durées de vie d’outils en dessous d’une centaine d’opérations et le coût, rapporté au volume de matière enlevée, est plus de deux fois supérieur à celui d’une opération de fraisage. Le but de l’étude est de caractériser l’effet des paramètres technologiques et physiques influençant la coupe des aciers inoxydables réfractaires.

In the case machining of heat resistant stainless turbo-compressors housing, because of the bad machinability of these alloys, the conditions of cutting and the life expectancies of tools are strongly altered with regard to standard steel of mechanical equivalent resistance. Actually, the cost of the manufacturing of these bodies, included sharp tools, establishes an important part of the cost price of the piece. Thus it is advisable to study this problem of machinability to find ways of improvement and make sure to keep a competitiveness required by this very competitive market. The bodies of turbo-compressors are obtained from foundry and are not exempt from heterogeneousnesses, from impurities. Their manufacturing requires at the same time operations of shooting, reaming and of drilling. In the case of these internal operations the severity of the manufacturing is increased and this especially as they rest(base) on tools staged, very complex and expensive monoblocks. Indeed, the evacuation of shavings and the heat in drilling are additional problems. These constraints lead(infer) life expectancies(cycles) of tools below hundred operations and the cost, brought back(reported) to the volume of removed material(subject), is more of twice upper to that of an operation of reaming. The purpose of the study is to characterize the effect of the technological and physical parameters influencing the cup of refractory stainless steels. Indeed, there are little scientific knowledge applied to the manufacturing of this family of steel.