Perçage : réduire l’épaisseur de la couche blanche

En optant pour des forets CoroDrill 860, de Sandvik Coromant, un fabricant du secteur aéronautique est parvenu à réduire cette couche à grain très fin créée par l’élévation de la température lors du perçage.

L’intégrité de la surface des trous est une préoccupation majeure dans l’aéronautique. Et Sandvik Coromant rapporte le cas rencontré chez un grand fabricant international du secteur aéronautique, sans citer son nom, de la présence d’une infime couche blanche à grain très fin, qui avait été créée par l’élévation de la température lors du perçage.

Ce client du carburier suédois avait un process de finition des trous très strict pour les pièces aéronautiques, notamment les disques de turbine, les compresseurs, les carters et les arbres. Et c’est en consultant son fournisseur Sandvik Coromant, qu’il a souhaité comprendre ce processus de formation de couche blanche de manière à mieux le contrôler. Mais les questions de qualité n’étaient pas les seules motivations dans sa démarche. « En effet, la direction de l’entreprise souhaitait aussi réduire le temps global d’usinage et améliorer la rentabilité, et, plus particulièrement, éliminer une opération secondaire », rapporte le fabricant d’outils coupants. Celle-ci était une opération de finition par alésage ou fraisage, qui intervenait après le perçage des trous avec un foret carbure. Cette opération était motivée par des questions d’intégrité de la surface – notamment l’élimination de la couche blanche – plutôt que par des préoccupations sur la dimension des trous, exception faite des trous qui requièrent des tolérances très serrées.

Inconel 718

Du point de vue du coût, cette opération de finition revenait plus cher que si le perçage avait été effectué avec des conditions de coupe basses, un autre moyen de préserver l’intégrité de la surface des trous. C’est la raison pour laquelle le fabricant avait souhaité « explorer une nouvelle approche du process dans son ensemble », souligne Sandvik Coromant, rappelant que la possibilité de produire des trous avec des cotes et une qualité conformes aux besoins, sans opérations secondaires, représentaient une réduction du coût à la pièce.

Ainsi, la recherche des causes et des moyens de prévention de la couche blanche dans l’alliage de nickel-chrome haute résistance Inconel 718, une matière très utilisée dans l’aéronautique, a demandé quatre essais. Ces derniers ont été effectués avec deux forets carbure monobloc CoroDrill R840 et R846. Des conditions de coupe spécifiques ont été utilisées avec chaque foret : vitesses de coupe de 58 mm/mn et 98 mm/mn, avec des vitesses de rotation respectives de 829 tr/mn et 757 tr/mn. Les forces de coupe et le couple ont été mesurés dans chacun des essais, tout comme l’épaisseur de la couche blanche. Depuis ces essais, des forets de conception plus récente CoroDrill 860-GM et 860-SM ont été recommandés.

Qu’en est-il ressorti ? Que sur l’épaisseur de la couche blanche, il est notamment apparu qu’elle était moins épaisse avec le foret R846 qui possède des arêtes courbes avec une préparation spécifique. Tandis que les arêtes de coupe rectilignes et les chanfreins du foret R840 ont généré une force de coupe et un couple plus élevés, ainsi qu’une couche blanche plus épaisse, conclut le carburier.