Usinage matériaux durs Archives - MicroMécanique outillage en carbure de tungstène

Carbure de Tungstène

Mathieu SEGUIN — Mon, 22 Sep 2025 19:34:57 +0000

Usinage du Carbure de Tungstène

Depuis plus de 80 ans, MicroMécanique s’est forgée une expertise unique dans l’usinage du carbure de tungstène. Ce matériau, reconnu pour sa dureté exceptionnelle, nécessite une maîtrise parfaite des procédés d’usinage et un parc machines de pointe dédié. Nos équipes, rigoureuses et passionnées, réalisent des outillages et pièces micromécaniques au micron près, capables de résister aux environnements industriels les plus contraignants.

Le carbure de tungstène, de symbole CW, est une combinaison de carbone et de tungstène. Ce dernier élément possède le plus haut point de fusion (3422 °C) de tous les métaux, la plus faible pression de vapeur et la plus grande force de traction à une température supérieure à 1650° C. Signifiant pierre lourde en suédois, le tungstène est le plus souvent utilisé sous forme de composé ou d’alliage comme le carbure de tungstène et sa principale utilisation est dans l’industrie mécanique. D’une grande dureté, les pièces produites en carbure de tungstène supportent les multiples sollicitations des environnements de production intensifs et doivent être usinées par des outils en céramique ou en diamant . Ces pièces en CW peuvent supporter des efforts de compressions élevées tout en ayant de bonnes caractéristiques de résistance à l’usure et à l’oxydation à haute température. C’est pourquoi nos clients apprécient la qualité des outillages que nous produisons car ils ont une durée de vie beaucoup plus élevée que des pièces en acier traité.

Propriétés du carbure

Résistance extrême à l’usure et à l’abrasion.
Stabilité dimensionnelle : très faible dilatation thermique.
Résistance élevée à la compression et à la traction.
Comportement optimal en environnement sévère (haute température, corrosion).
Durée de vie prolongée des outils et composants.

Nuances de Carbure

Nuance gros grain 6 à 12 micron

Nuances	G1/K20	G2/K30	G3/K40	G4/K50	G5/K60	G6/K70
% Tungstène	92-93,5	87-90	83-85	80	74-78	72-75
%Cobalt	6-7	9-12	15	20	20-25	25-26
vickers HV50	1500-1600	1300-1400	1150-1250	950-1100	850-1000	800-850
Flexion N/mm²	2100-2500	2400/2900	2500-3300	2800-3200	2800-3400	2700-3400
Compression N/mm²	5500-6000	5000/5200	4000-4200	3600-3900	3300-3500	3100-3300

Nuance grain fin à moyen 1 à 4 micron

Nuances	K01	K05	K10	K15	K20	K30
% Tungstène	92-96	90-94	91-93	93,5	92-94	88
%Cobalt	3-5	4-6	5-6	6	6-7	10
vickers HV50	1700-1900	1700-1800	1600-1800	1700	1300-1550	1350-1450
Flexion N/mm²	1800-2200	1600-2000	1700-2200	1850	2000/2150	2200-2700
Compression N/mm²	6600-6800	5800/6300	6000/6200	6100	5500/6300	5200-5500

Nuance micro-grain < 1 micron

Nuances	K01	K05	K10	K20	K30
% Tungstène	96-97	94-97	94-95	90-93	88-92
%Cobalt	3-4	3-6	5-6	7-10	8-12
vickers HV50	1900-2000	1850-2050	1850	1650-1800	1500-1700
Flexion N/mm²	2000-2200	2000-3000	2200-3300	3100-4000	2900-3700
Compression N/mm²	6500-6800	6200-6400	6300-6400	6000-6300	5800-6000

Exemples de produits et réalisations

Filières de forme
Matrices de filage
Cônes de jonction
Mors de serrage
Poinçons et matrices
Pièces d’usure pour tous secteurs d’activité (Horlogerie, Aéronautique, Défense, Nucléaire, Automotiv,…)
Posages et montages micrométriques tous secteurs d’activité

Technologies d’usinage utilisées chez Micro Mécanique

Électroérosion à fil et par enfonçage (jusqu’à Ø 0,10 mm).
Usinage grande vitesse 5 axes UGV ROEDERS avec robotisation.
Rectification plane et cylindrique.
Tournage et fraisage CN de haute précision.
Polissage manuel, mécanique et tribofinition pour des états de surface Ra < 0,01.
Brasage, frettage et collage multi-matériaux.
Marquage et gravure laser pour traçabilité.

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Aéronautique et spatial : composants d’usure, guidages, pièces moteur.
Automobile et industrie : filières, plaques d’usure, aiguilles, piston
Nucléaire et énergie : pièces de pompe, arbres, coussinets.
Défense : outils spécifiques et composants soumis à forte usure.
Industrie médicale : outillages et composants spécifiques
Horlogerie et luxe : posages micrométriques, outillages de précision.
Agroalimentaire : guides, couteaux et pièces d’usure résistantes.

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Acier trempé

Mathieu SEGUIN — Sun, 21 Sep 2025 19:35:19 +0000

Usinage de l'Acier Trempé

L’acier trempé désigne des aciers (alliés ou non) soumis à un traitement thermique (trempe + éventuellement revenu) afin d’augmenter leur dureté, leur résistance mécanique, tout en maintenant une certaine ténacité. Chez MicroMécanique, l’acier trempé est une matière technique de base utilisée pour produire des pièces exigeantes : outillages, composants mécaniques soumis à fortes contraintes, guidages, etc. Nous maîtrisons non seulement l’usinage de l’acier trempé après traitement, mais aussi les opérations de finition, de rectification, de polissage, etc., avec des tolérances micrométriques.

Exemples de produits / réalisations possibles

Voici des exemples de ce que MicroMécanique peut réaliser en acier trempé, ou pourrait développer, adaptés à ses capacités :

Arbres de transmission, arbres de vilebrequin ou autres arbres soumis à torsion et efforts mécaniques élevés.
Pignons, engrenages, dents de machines, pièces de boîte de vitesses.
Pièces d’entraînement, bielles, axes, essieux.
Outillages : matrices, moules, empreintes, plaques d’outils, poinçons.
Guidages, rails, glissières, composants de précision pour machines spéciales.
Pièces dépassement des tolérances serrées pour horlogerie, luxe, ou instruments de mesure.
Corps de vérins, pièces résistantes à la fatigue ou à l’usure mécanique.

Propriétés de l’acier trempé

Propriété	Description
Dureté élevée	Après trempe, l’acier trempé peut atteindre des duretés Rockwell de l’ordre de 50 à 65 HRC selon la nuance et la section.
Résistance à la traction et limite d’élasticité	Très élevée, pouvant dépasser 800 MPa selon l’alliage et traitement.
Ténacité	Le revenu (tempérage) permet de réduire la fragilité induite par la trempe et d’obtenir un compromis dureté/ténacité adapté.
Stabilité dimensionnelle	Faible dilatation thermique, stabilité à chaud, bonne résistance aux variations de température.
Résistance à l’usure	Bonne résistance à l’abrasion ou aux surfaces sollicitant des frottements, surtout avec finitions précises ou traitements de surface complémentaires (revêtement, nitruration, etc.).
Résistance à la fatigue	Importante, surtout pour pièces soumises à cycles de charge : les aciers trempés alliés avec bon revenu et traitements de surface peuvent améliorer la tenue à la fatigue.
Capacité de trempabilité	Cela dépend de la composition chimique (teneur en carbone, éléments d’alliage) et de la section de la pièce : plus la section est épaisse, plus les alliages doivent être bien conçus pour que la dureté soit homogène en profondeur.

Technologies d’usinage utilisées chez Micro Mécanique (et possibles)

Voici les procédés que Micro Mécanique maîtrise ou pourrait maîtriser pour l’acier trempé, y compris les défis techniques associés :

Usinage UGV (Ultra Grande Vitesse) 5 axes / multi-axes pour certaines pièces complexes, notamment pour éviter les limites des machines traditionnelles pour les profils complexes. Nos machines sont également équipées d’un module de rectification.
L’électro-érosion par fil et enfonçage
Fraisage / tournage CN : usinage direct des aciers trempés, souvent en remplaçant ou réduisant l’usage de la rectification. Très utile pour réduire les temps de cycle.
Rectification plane et cylindrique : pour atteindre des surfaces de haute précision, états de surface très lisses, tolérances serrées.
Micro-perçage, perçage dans l’acier trempé : exigeant en terme d’outillage (plaquettes ou outils très durs, souvent revêtus, parfois CBN) et en paramètres de coupe (vitesses faibles, lubrification généreuse).

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Les secteurs dans lesquels l’acier trempé est particulièrement pertinent, et où MicroMécanique peut apporter une valeur forte :

Aéronautique / spatial : pièces structurelles, arbres, pignons, guidages, où poids, résistance, tolérances, durée de vie, et sécurité sont critiques.
Automobile : composants moteurs, transmission, bielles, arbres, pièces de suspension, éléments de carrosserie ou châssis soumis à fatigue mécanique.
Outils et moules : moules d’injection, matrices, outillages de formage, empreintes soumis à forte usure et à des efforts répétés.
Horlogerie, luxe : composants mécaniques fins avec exigences de précision dimensionnelle, stabilité et état de surface très soigné.
Machines spéciales et outillage pour industrie lourde : pièces d’engrenage, rotors, volants, systèmes rotatifs exigeants.
Industrie de la défense : composants résistants, pièces blindées, éléments soumis à chocs, vibrations, usage extrême.
Équipement et composants soumis à fatigue élevée, vibration : guidages, roulements, butées, paliers, etc.

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Céramique

Mathieu SEGUIN — Sat, 20 Sep 2025 19:35:41 +0000

Usinage de la Céramique

MicroMécanique dispose d’une capacité avancée d’usinage des céramiques techniques : nitrure de silicium (Si₃N₄), alumine (oxyde d’aluminium, Al₂O₃), zircone (oxyde de zirconium, ZrO₂), et céramiques usinables par électroérosion (EDM). Ces matériaux sont choisis pour leurs propriétés exceptionnelles : faible densité, grande dureté, résistance aux températures élevées, résistance à la corrosion. Ils sont particulièrement adaptés aux applications de précision en environnements sévères, notamment lorsque les métaux ou alliages atteignent leurs limites.

Exemples de produits / réalisations

Voici ce que MicroMécanique pourrait ou peut déjà réaliser avec ces céramiques :

Isolateurs ou éléments de support pour moteurs ou turbines exposés à de hautes températures.
Pièces de roulements, billes, tiges, axes nécessitant dureté, résistance à l’usure et inertie.
Composants pour la chimie ou biochimie : buses, bagues, membranes, pièces en contact avec milieux corrosifs ou abrasifs.
Éléments optiques ou de précision : substrats, guides, composants pour instruments de mesure ou opto-électronique.
Inserts ou plaquettes dans moules et matrices usage sévère (usure / abrasion).
Pièces pour électronique de puissance, capteurs, sondes, où isolation électrique + tenue thermique sont demandées.
Protomodes ou petites séries pour horlogerie, luxe, médical avec exigences de finition de surface élevée.

Propriétés des céramiques techniques (Si₃N₄, Al₂O₃, ZrO₂)

Propriété	Description / Chiffres
Densité	Relativement faible comparée aux métaux durs ; typiquement pour l’alumine ~3,9-4,1 g/cm³, pour la zircone plus élevée selon la formulation, pour le Si₃N₄ environ 3,2-3,4 g/cm³.
Dureté	Très élevée : Al₂O₃ et ZrO₂ raggiungono des duretés dans les gammes élevées parmi les céramiques ; Si₃N₄ a aussi une dureté importante tout en offrant une meilleure ténacité.
Résistance à la température et choc thermique	Le Si₃N₄ se distingue par une excellente résistance aux chocs thermiques, conservant sa résistance même à haute température. ZrO₂ aussi selon ses stabilisateurs (yttria etc.).
Faible coefficient de dilatation thermique	En particulier le Si₃N₄, ce qui permet une bonne stabilité dimensionnelle au chauffage/refroidissement.
Résistance à la corrosion et à l’usure	Les céramiques sont chimiquement inertes dans beaucoup de milieux, très résistantes à l’abrasion.
Rigidité, module élastique élevé	Haute raideur, module de Young élevé, mais faible ductilité (matériau fragile si mauvaise conception / traitement).
Isolation électrique	Alumine, zircone, Si₃N₄ sont de bons isolants électriques dans la plupart des configurations.

Technologies d’usinage utilisées chez MicroMécanique

Voici les procédés d’usinage pertinents pour les céramiques, à adapter aux capacités de Micro Mécanique :

UGV, usinage mécanique CN et conventionnel : tournage, fraisage, perçage (avec outils diamant, ou outils extrêmement résistants), pour pièces pré-dures et densifiées.
Rectification / abrasif : pour obtenir des surfaces très polies, tolérances faibles. Usage de meules diamant, de grains très fins.
Micro-perçage, micro usinage : pour trous très petits, géométries fines.
Ultrasons : usinage par abrasif et vibrations ultrasoniques pour céramiques fragiles, pour éviter fissures, minimiser les contraintes mécaniques.
Electro-érosion (EDM) pour céramiques conductrices ou modifiées, ou pour matériaux usinables par EDM. Permet des formes complexes, géométries fines, sans contact mécanique direct. (tu l’as mentionné).
Polissage, tribofinition, finitions de surface très fines, éventuellement traitements post-usinage pour améliorer résistance ou aspect.

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Voici les secteurs dans lesquels les céramiques techniques peuvent être utilisées, particulièrement pertinents pour Micro Mécanique :

Aéronautique et spatial : composants soumis à hautes températures, pièces de moteurs, isolateurs, pièces légères résistantes.
Médical / biomédical : implants, instruments chirurgicaux, pièces nécessitant biocompatibilité, stérilité, résistance chimique.
Electronique / optique : substrats, isolateurs, pièces de précision pour opto-électronique ou capteurs.
Chimie / pharmacie : pièces en contact direct avec milieux corrosifs, pompes, buses, membranes.
Nucléaire : isolants, pièces devant résister à température, radiations, corrosion.
Horlogerie, luxe : pièces décoratives, éléments nécessitant finition de surface haute, stabilité dimensionnelle.
Recherche & développement : prototypes, petites séries pour tester nouvelles géométries céramiques, combiner matériaux ou finitions innovantes.

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