Peut-on remplacer entièrement la rectification par le tournage dur ?

Pour les surfaces de révolution (arbres, roulements, alésages) : oui dans la majorité des cas industriels, avec Ra ≥ 0,4 µm et IT ≥ 5. Pour Ra < 0,4 µm ou IT4 : conserver la rectification en finition après tournage dur. Les surfaces planes (rectification plane) ne peuvent pas être remplacées par tournage dur. En pratique : tournage dur = ébauche + finition (2 passes), puis rectification légère uniquement si Ra < 0,4 µm requis.

À partir de quelle dureté faut-il passer au CBN plutôt qu'au carbure revêtu ?

En pratique, le carbure revêtu (TiAlN, AlCrN) fonctionne encore correctement jusqu'à environ HRC 45 avec des paramètres très conservatifs (Vc 30–60 m/min). Au-delà de HRC 45–48, la durée de vie du carbure devient trop courte pour être économique — c'est là que le CBN prend tout son intérêt. Pour HRC 38–45, la céramique alumine peut être un bon compromis entre prix et performance.

Faut-il usiner l'acier trempé à sec ou avec arrosage ?

Sec recommandé pour le tournage dur CBN. L'arrosage froid sur CBN chaud crée des chocs thermiques qui fissurent le substrat. Exception : MQL (huile végétale à très faible débit) améliore légèrement l'état de surface sans choc thermique. Si arrosage obligatoire : utiliser une émulsion chauffée (40–60 °C) ou de l'huile entière — jamais d'eau froide sur CBN en coupe.

Peut-on faire de l'ébauche et de la finition avec la même plaquette CBN ?

Techniquement oui, mais ce n'est pas optimal. Pour l'ébauche (ap > 0,3 mm, f > 0,1 mm/tr), privilégier une plaquette CBN indexée plus robuste avec biseautage renforcé (0,2 × 25°). Pour la finition (Ra 0,4–0,8 µm), utiliser une plaquette CBN wiper (rayon de bec spécial) ou CBN avec faible biseautage. Utiliser deux références distinctes évite de compromettre la qualité de finition avec une arête usée en ébauche.

Quelle machine utiliser pour le tournage dur ?

La rigidité machine est le facteur critique. Conditions minimales : jeu broche 4). Éviter les tours vieux avec jeux de broche importants — les vibrations brisent les plaquettes CBN.

Quel est le coût d'une plaquette CBN comparé au carbure ?

Une plaquette CBN indexée coûte 30 à 80 € selon le format et le fabricant (Sandvik, Kennametal, Mitsubishi). Une plaquette carbure équivalente coûte 8 à 25 €. Cependant, en acier traité HRC 55+, une plaquette CBN peut usiner 5 à 15 fois plus de pièces qu'une plaquette carbure avant rejet — le coût par pièce est souvent inférieur avec le CBN.

MISE EN ŒUVRE9 min de lecture

Tournage dur au CBN — usiner l'acier trempé sans rectification

Q: À partir de quelle dureté faut-il passer au CBN plutôt qu'au carbure revêtu ?

En pratique, le carbure revêtu (TiAlN, AlCrN) fonctionne encore correctement jusqu'à environ HRC 45 avec des paramètres très conservatifs (Vc 30–60 m/min). Au-delà de HRC 45–48, la durée de vie du carbure devient trop courte pour être économique — c'est là que le CBN prend tout son intérêt. Pour HRC 38–45, la céramique alumine peut être un bon compromis entre prix et performance.

Q: Faut-il usiner l'acier trempé à sec ou avec arrosage ?

Sec recommandé pour le tournage dur CBN. L'arrosage froid sur CBN chaud crée des chocs thermiques qui fissurent le substrat. Exception : MQL (huile végétale à très faible débit) améliore légèrement l'état de surface sans choc thermique. Si arrosage obligatoire : utiliser une émulsion chauffée (40–60 °C) ou de l'huile entière — jamais d'eau froide sur CBN en coupe.

Q: Peut-on faire de l'ébauche et de la finition avec la même plaquette CBN ?

Techniquement oui, mais ce n'est pas optimal. Pour l'ébauche (ap > 0,3 mm, f > 0,1 mm/tr), privilégier une plaquette CBN indexée plus robuste avec biseautage renforcé (0,2 × 25°). Pour la finition (Ra 0,4–0,8 µm), utiliser une plaquette CBN wiper (rayon de bec spécial) ou CBN avec faible biseautage. Utiliser deux références distinctes évite de compromettre la qualité de finition avec une arête usée en ébauche.

Le tournage dur au CBN permet d'usiner les aciers trempés (45–65 HRC) directement sur tour CN, en remplacement ou en complément de la rectification. Productivité 3–5× supérieure, flexibilité de profil, et contraintes résiduelles de compression bénéfiques pour la fatigue. Ce guide couvre les grades CBN, les céramiques en complément, les paramètres par dureté et par matière, ainsi que les 4 conditions indispensables au succès et les 3 pièges classiques.

TOURNAGE DUR CBN

Le tournage dur au CBN (Cubic Boron Nitride) usine les aciers trempés HRC 45-65 directement sur tour CN, en remplacement ou complément de la rectification. Paramètres typiques : Vc 100-180 m/min, fn 0,05-0,15 mm/tr, ap 0,1-0,3 mm. Plaquettes CBN-L (low content 45-60 %, HRC 45-55) ou CBN-H (high content 75-95 %, HRC 55-65). État de surface Ra 0,4-1,6 µm atteignable (proche rectification). Lubrification à sec impérative (CBN sensible aux chocs thermiques sous arrosage). T-land 0,1 × 20° obligatoire. Sources Iscar, Kennametal, Mitsubishi, Sandvik, Seco, Walter (catalogues alphabétiques) + références Sandvik CB7115, Iscar IB55, Mitsubishi MBC020/MBC010.

Grades CBN — choisir le bon substrat

CBN mixte (CBN + TiC/TiN)

CBN : 45–60%

Dureté : 2800–3200 HV

Ténacité : Moyenne

Usage : Aciers trempés 55–65 HRC. Tournage dur général. Plus utilisé.

Limites : Fontes grises et aciers doux : usure par diffusion.

PcBN haute teneur (> 80% CBN)

CBN : 80–95%

Dureté : 3500–4500 HV

Ténacité : Faible

Usage : Fontes grises, supralliages, matières très abrasives à hautes Vc.

Limites : Fragile aux interruptions et vibrations. Éviter sur acier trempé fissuré.

CBN revêtu (TiAlN/Al₂O₃)

CBN : 45–60%

Dureté : Substrat + revêtement

Ténacité : Moyenne

Usage : Améliore la résistance à l'oxydation. Durée de vie +20–40% vs non revêtu.

Limites : Coût plus élevé. Revêtement inutile en tournage interrompu (éclats).

Céramiques en complément du CBN

Pour les duretés modérées (HRC 45–58) ou les matières spécifiques (fonte trempée, superalliages), les plaquettes céramiques offrent une alternative plus économique au CBN, avec parfois des Vc supérieures.

INFO

Céramique alumine-TiC (mixed ceramic)

Dureté cible : HRC 45–58 — fonte traitée, acier cimenté, alternative en HRC modéré
Géométrie : Dépouille 6–8°, arête négative. Plus fragile que CBN — éviter les chocs.
Vc : 150–300 m/min (céramique tolère Vc plus élevée que CBN sur fonte)

INFO

Céramique renforcée SiC (whisker)

Dureté cible : HRC 45–55 — superalliages base nickel + acier traité
Géométrie : Résistance choc supérieure aux céramiques classiques.
Vc : 120–250 m/min

Paramètres par tranche de dureté HRC

Dureté	Vc (m/min)	f (mm/tr)	ap (mm)	Outil conseillé
45–50 HRC	120–180	0,05–0,15	0,1–0,5	Céramique ou CBN indexé
50–55 HRC	100–150	0,05–0,12	0,1–0,3	CBN indexé
55–60 HRC	80–130	0,05–0,10	0,05–0,2	CBN indexé ou pleine masse
60–65 HRC	60–100	0,04–0,08	0,03–0,1	CBN pleine masse

Usinage à sec obligatoire en CBN. Ap faible en finition (< 0,2 mm). Toujours biseauter l'arête CBN (T-land 0,1 × 20°).

Paramètres par matière courante

Matière / Dureté	Vc (m/min)	fn (mm/tr)	ap (mm)	Fluide	Note
Acier XC60, XC48 (58–62 HRC)	100–180 m/min	0,05–0,15 mm/tr	0,1–0,4 mm	Sec ou air soufflé	CBN mixte. Tolérance IT5–IT6 atteignable.
Acier 100Cr6 (60–64 HRC)	100–160 m/min	0,05–0,12 mm/tr	0,1–0,3 mm	Sec recommandé	Roulement, rail. Ra 0,4–0,8 µm possible.
42CrMo4 T+R (48–56 HRC)	120–200 m/min	0,08–0,18 mm/tr	0,2–0,6 mm	Sec ou MQL	Moins dur → Vc plus élevée. CBN mixte.
Fonte trempée / fonte blanche	80–150 m/min	0,05–0,15 mm/tr	0,1–0,5 mm	Sec	PcBN haute teneur préféré pour fontes.

Tournage dur vs Rectification

Aspect	Tournage dur	Rectification	Avantage
Tolérance dimensionnelle	IT5–IT6 (±3–8 µm)	IT4–IT5 (±2–5 µm)	Rectification légèrement supérieure
État de surface Ra	0,4–1,6 µm	0,1–0,8 µm	Rectification supérieure pour Ra < 0,4
Productivité	Enlèvement matière 3–5× plus rapide	Lent, nombreuses passes	Tournage dur nettement plus rapide
Flexibilité	Gorges, profils complexes, chambres	Profils simples (meule profilée = coûteux)	Tournage dur plus flexible
Coût d'investissement	Tour CN standard suffit	Rectifieuse dédiée (10–30× plus chère)	Tournage dur bien moins coûteux
Intégrité de surface	Contraintes résiduelles de compression (bénéfiques)	Risque brûlures rectification (néfastes)	Tournage dur souvent supérieur

4 conditions indispensables au succès

CONSEIL

1. Rigidité machine et bridage maximale

Le tournage dur génère des forces spécifiques 3× supérieures au tournage acier doux. Tout jeu → vibration → casse de plaquette. Vérifier les jeux broche, contre-pointe fermée si longueur > 4D.

CONSEIL

2. Biseautage d'arête systématique

Une arête vive en CBN casse immédiatement sur acier dur. Biseautage 0,1 mm × 20° (T-land) renforce l'arête et multiplie la durée de vie par 5 à 10. Toujours spécifier le biseautage à l'achat.

CONSEIL

3. Usinage à sec obligatoire (CBN)

Choc thermique arrosage → micro-fissures plaquette CBN. Usinage à sec = chaleur régulière = plaquette intacte. Exception : air comprimé pour évacuer les copeaux seul (sans refroidissement). MQL accepté car débit très faible.

CONSEIL

4. Tolérance de forme de la pièce trempée

La trempe déforme les pièces. Si déformation > 2× tolérance finale, pré-usiner avant trempe (ébauche) puis tournage dur en finition uniquement. Éviter les grandes passes sur pièces très déformées.

3 pièges classiques à éviter

Arrosage froid sur plaquette CBN

Conséquence : Choc thermique → micro-fissures → casse prématurée dans les premières secondes de coupe.

✓ Toujours usiner à sec avec CBN. Si machine impose arrosage : couper la pompe ou rediriger les buses. À défaut, émulsion préchauffée 40–60 °C ou huile entière.

Interruption de coupe sur pièce très dure (> 60 HRC)

Conséquence : Chaque engagement/dégagement génère un impact. Plaquette casse dès la 2e ou 3e interruption.

✓ Éviter les rainures, les filets et les trous traversants sur acier > 60 HRC en CBN. Si inévitable, réduire Vc de 40 % en entrée de coupe.

Dureté non uniforme (trempe partielle, décarburation)

Conséquence : Transition HRC 35 → HRC 58 sur la même pièce → choc de coupe lors du passage. Casse plaquette.

✓ Contrôler la dureté par durométrie sur plusieurs zones avant l'usinage. Adapter Vc à la zone la plus dure.

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Mémo Atelier CNC — Paramètres de coupe par matière

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📖 Voir aussi : Fiche 100Cr6 — acier à roulements · Choisir une plaquette de tournage · Diagnostic usure plaquette

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