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On a déjà proposé d'élaborer des outils en acier rapide par moulage de l'acier. On ne possède toutefois dans la littérature que peu de renseignements sur les résultats qui ont été obtenus avec de tels outils. Dans la mesure où l'on dispose de comparaisons entre les outils moulés en acier rapide et les ou- tils en acier de même type, façonnés à chaud, la situation apparaît pleine de contradictions. Ainsi, on a constaté que les fraises moulées en acier possèdent, en gros, la même capacité que les fraises forgées. D'autre part, on a constaté que les couteaux rotatifs en acier rapide non façonné présentaient des durées d'utilisation notablement inférieures à celles des outils-en matériaux façonnés.
La soudure d'apport d'acier rapide n'a pas, malgré un grand nombre de résultats d'essais positifs, trouvé une application appréciable pour la réno- vation d'outils. La raison en est dans les frais d'exécution pour les outils soudés par apport, frais qui, comparés aux frais de fabrication normale sont, en général, beaucoup trop élevés, et en outre aussi dans les difficultés pour maî- triser les conditions de perte au feu, les conditions de solidification et la formation de pores lors de la soudure.
Les expériences favorables effectuées avec des couches appliquées de la façon appropriée et irréprochables du point de vue qualitatif ne sont cependant pas transposables directement à l'acier à travail rapide qui est coulé dans des moules, par exemple dans des moules de mou- lage de précision, étant donné que dans ce cas les conditions de refroidissement sont totalement différentes.
Mais, la possibilité de réaliser des outils moulés en acier rapide qui posséderaient à peu près la même capacité que les outils réalisés à partir d'aciers de même type façonnés à chaud serait très avantageuse pour de multiples raisons.
On mentionnera notamment la possibilité' d'économies sur les frais de main-d'oeuvre et de matériaux dans l'élaboration d'outils, frais qui sont par- ticulièrement importants, notamment dans le cas de pièces de formes compliquées et'lorsqu on utilise des matériaux de haute valeur, difficiles à former et à usiner.
Il convient de signaler, en outre, l'avantage de la liberté du choix ,des formes en utilisant des procédés de moulage appropriés. Par ce moyen, il est possible, par exemple, de prévoir sur la pièce moulée des dégagements suffi- sants d'évacuation des copeaux, d'améliorer les conditions de coupe par une éla- boration appropriée de l'arête de l'outil ou de réaliser la transition de la dent au corps d'un outil de fraisage par des surfaces non plus rectilignes, mais d'une forme plus appropriée. La réalisation de fraises de formes compliquées, que les conditions techniques de fabrication obligeaient à former en plusieurs pièces séparées, peut être rendue notablement moins onéreuse par le moulage en une seule pièce.
La présente invention se rapporte aux outils moulés en acier rapide qui permettent de profiter des avantages signalés de l'emploi d'un procédé de moulage donnant avec certitude des capacités égales, voire supérieures dans de nombreux cas, à celles des outils d'acier de même type façonnés à chaud.
Par des essais détaillés, il a pu être établi qu'il est nécessaire d'utiliser pour des outils moulés en acier rapide, un acier dont la teneur en carbone dépasse de 0,1 à 0,4% la limite supérieure admissible de carbone pour 1 acier de même type façonné à chaud. Pour éviter d'abaisser la capacité de tels outils, les pièces moulées doivent être trempées à partir d'une température de trempe aussi élevée que celle utilisée avec l'acier à plus faible teneur en carbone façonné à chaud et d'ailleurs de même composition, en prévoyant, pour éviter les phénomènes de surchauffe indésirables qu'entraînerait cette température de trempe élevée, de préférence avant la trempe, un recuit de la pièce moulée à des températures entre 1050 et 1200 C pendant une durée de une à huit heures.
L'invention a donc pour objet des outils moulés en acier rapide dont
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la capacité est au moins aussi élevée que celle des outils d'acier de même type façonnés à chaud, les pièces moulées étant constituées d'un acier dont la te- neur en carbone dépasse de 0,1 à 0,4% la limite supérieure admissible de carbone pour les aciers de même type façonnés à chaud.
Pour l'élaboration des outils selon l'invention, les pièces moulées à teneur accrue en carbone sont de préférence soumises à un recuit de diffusion à une température de 1050 à 1200 C pendant une durée de une à huit heures avant la trempe. La trempe doit avoir lieu à la même température que celle qui est utilisée pour les outils d'acier de même type façonnés à chaud et ayant une te- neur normale en carbone.
Il est connu de soumettre les aciers de coupe rapide hautement al- liés, façonnés à chaud et ayant une teneur normale en carbone, avant la trempe, à un recuit prolongé d'homogénéisation @ des températures entre 1000 et 1250 C afin d'améliorer leur durée d'utilisation. De plus, il est connu que l'échauf- fement de blocs d'acier rapide à la température de début de forgeage agit de façon analogue à un recuit de diffusion.
Les mesures préconisées suivant l'invention sont applicables avan- tageusement à toutes les sortes d'aciers rapides connus jusqu'à maintenant et conduisent dans beaucoup de cas, mais particulièrement avec des aciers de coupe rapide alliés au cobalt, à des augmentations surprenantes de la capacité.
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Par exemple, on a élaboré âpartir 3.' rna,c.gr,aagide çnnraâl:. "12,5% w, 4% Cr, 4% V et 5% Ce, en utilisant le procédé de moulage de'précision, des ou- tils que l'on a soumis à des essais de fraisage avec comparaison aux outils de, mêmes dimensions forgés en acier de même type. Tous les outils ont été, après un préchauffage à 850 C, trempés à 1230-1260 C d'un bain de sel dans un bain d'huile et ont subi deux recuits à 570 C d'une heure chacun.
Avec les outils d'acier forgé, on a obtenu dans les conditions choi- sies d'essais un parcours de fraisage d'environ 1700 m en moyenne.
Pour les outils coulés, la teneur en carbone, qui devrait être pour cet acier rapide entre 1,25 et 1,4%, a été choisie d'abord à la limite supérieure admissible et se tenait entre 1,38 et 1,42%. Ces outils ont été en outre recuits avant la trempe pendant une heure à 1100 C, ils ne donnèrent cependant, en com- paraison, qu'un parcours moyen de fraisage de.1100 m.
Une élévation à 1,65% de la teneur en carbone des pièces coulées conduisait, après la trempe et le reouit sans chauffage de diffusion, à une nou- velle diminution du parcours moyen de fraisage à 1000 m. Pour ces outils, on a pu constater la formation dès après là trempe, d'excroissances en forme dé per- les à la surface. Ce phénomène de surchauffe ne devait plus être observé cepen- dant, lorsqu'on mettait en oeuvre avant la trempe un recuit de diffusion d'une heure à 1100 C.
Avez les outils ayant une teneur élevée en carbone, 'ayant subi un recuit de diffusion et réalisés par le moulage de précision, on a pu cependant obtenir dans des conditions comparables une course de fraisage de 2400 m en mo- yenne, donc, en comparaison avec la capacité de 1700 m en moyenne des outils en acier forgé, une amélioration surprenante.
La réalisation des outils selon l'invention et le succès des mesures préconisées présuppose que l'on évite la formation d'un grain de coulée trop gros.
Il est connu qu'avec des fraises moulées, on ne peut obtenir de bons résultats que si l'on prend soin, lors de la coulée, de'réduire au minimum les liquations et d'assurer le développement d'un eutectique du type lédeburite le plus fin possible.