Pourquoi usiner avant cémentation et non après ?

Après cémentation + trempe, la surface atteint HRC 58-63 — usinable uniquement par rectification ou outil CBN (très coûteux). L'ébauche en état normalisé (HB 160-200) est économique. La stratégie standard : ébauche → cémentation → rectification finale.

Quelle différence entre 16MnCr5 et 20MnCr5 ?

20MnCr5 : teneur C légèrement supérieure (0,17-0,22 % vs 0,14-0,19 %), trempabilité améliorée pour pièces de plus grand diamètre. Paramètres de coupe identiques. 16MnCr5 pour Ø < 50 mm, 20MnCr5 ou 18CrNiMo7-6 pour les grosses pièces.

Peut-on usiner une dent d'engrenage sur 16MnCr5 cémenté ?

La denture doit être taillée en état normalisé (avant cémentation). La cémentation est réalisée avec masquage des zones qui ne doivent pas être traitées. La rectification des flancs après traitement permet d'atteindre les tolérances ISO 6-8 et Ra < 0,8 µm.

16MnCr5 = AISI 5115 = SCr415 — équivalence ?

Oui, équivalents internationaux. 16MnCr5 = norme EN 10084 (Europe, 1.7131). AISI 5115 = norme américaine SAE/AISI. SCr415 = norme japonaise JIS G 4104. Composition Mn 1,0-1,3 % + Cr 0,8-1,1 % + C 0,14-0,19 %. Propriétés mécaniques identiques. En spécification moderne EU : utiliser 16MnCr5. Variantes : 16MnCrS5 (soufre ajouté pour usinabilité décolletage), 16MnCr5+H (trempabilité garantie).

Quelle profondeur de cémentation pour engrenages typiques ?

Profondeur cémentation = (module dent / 5) en mm typique. Module 2 → couche 0,4 mm. Module 5 → couche 1,0 mm. Module 10 → couche 2,0 mm. Couche trop fine : éclatement dent sous charge. Couche trop épaisse : fragilité, déformation traitement importante. Standard automobile : 0,5-0,8 mm pour boîtes de vitesses ; aéronautique : 0,8-1,5 mm pour réducteurs ; éolien : 1,5-2,5 mm pour multiplicateurs (couples très élevés).

Comment minimiser les déformations post-cémentation ?

Stratégie multi-étape : 1) Symétrie pièce (épaisseurs uniformes — éviter sections variables). 2) Pré-revenu détensionnement avant cémentation (650 °C × 2 h). 3) Cémentation lente (atmosphère contrôlée, 920-940 °C). 4) Trempe huile chaude 60-80 °C (pas eau — moins de gradient thermique). 5) Revenu immédiat 150-180 °C × 30-60 min post-trempe. 6) Surcote rectification 0,3-0,5 mm anticipée. Les engrenages module > 5 nécessitent souvent rectification dent par dent (génération CBN).

Quelle plaquette carbure choisir pour 16MnCr5 normalisé ?

Carbure P25 TiAlN standard (Iscar IC8250, Kennametal KCP25, Mitsubishi MP9025, Sandvik GC4225, Seco TP2500, Walter WPP25S — alphabétique). P10 finition (Vc plus élevée 260-340 m/min, Ra meilleur). Brise-copeaux M général, F finition. Rε 0,8 mm ébauche, 0,4 mm finition. Pour hobbing/taillage denture : HSS-PM (M2, M35, M42 cobalt) ou carbure micrograin TiAlN selon module dent. Émulsion 5-8 % continue obligatoire en taillage (évacuation copeaux + lubrification flancs).

Acier 16MnCr5

Name: Propriétés mécaniques et paramètres usinage acier 16MnCr5
Creator: CNCYRON
License: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

L'acier 16MnCr5 (EN 1.7131 / AISI 5115 / SCr415) est un acier allié bas carbone destiné à la cémentation. Après traitement thermochimique, la surface atteint HRC 58-63 tandis que le cœur reste ductile (Rm 700-900 MPa). Standard pour engrenages, pignons et éléments de transmission Ø ≤ 50 mm.

ACIER 16MnCr5 — RÉFÉRENCE CÉMENTATION ENGRENAGES Ø < 50 mm

L'acier 16MnCr5 (EN 1.7131 / AISI 5115 / SCr415) est l'acier allié de cémentation de référence pour engrenages petits/moyens. Mn 1,0-1,3 % + Cr 0,8-1,1 % + C 0,14-0,19 % : cœur Rm 700-800 MPa normalisé, machinabilité ~90 %. Vc carbure P25 TiAlN 180-260 m/min tournage ébauche, hobbing HSS-PM 80-140 m/min. Stratégie obligatoire : 1) Usinage complet en état normalisé 160-200 HB (denture, alésages, rainures clavette). 2) Cémentation 920-930 °C profondeur 0,5-1,5 mm selon module dent. 3) Trempe huile + revenu 150-180 °C → surface HRC 58-63 / cœur 30-42 HRC ductile. 4) Rectification finale flancs dents (CBN génération) pour ISO 6-7. Au-delà Ø 50 mm : basculer 20MnCr5 (trempabilité supérieure) ou 18CrNiMo7-6 (Ni-Cr-Mo grosses pièces). Sources Iscar, Kennametal, Mitsubishi, Sandvik, Seco, Walter (alphabétiques) + EN 10084 + AMS 6260.

ISO P · AciersUsinabilité : Facile

Acier 16MnCr5

Acier allié bas carbone (Mn 1,0-1,3 % / Cr 0,8-1,1 % / C 0,14-0,19 %) pour cémentation. Surface HRC 58-63, cœur ductile Rm 700-900 MPa. Référence engrenages Ø ≤ 50 mm.

EN 16MnCr51.7131AISI 5115SCr415 (JIS)AMS 6260

Densité7,85 g/cm³

Rm700-800 MPa (norm.) / 700-900 MPa (cœur C+T)

Rp 0,2≥ 590 MPa (cœur)

A %≥ 17 %

Dureté160-200 HB → HRC 58-63 surface

λ44 W/m·K

α11,5 × 10⁻⁶/K

Propriétés physiques et mécaniques

Propriété	Valeur	Note
Composition C	0,14 - 0,19 %	EN 10084
Composition Mn	1,0 - 1,3 %	EN 10084
Composition Cr	0,8 - 1,1 %	EN 10084
Densité	7,85 g/cm³	—
Module Young	210 GPa	ISO 6892-1
Rm normalisé	700 - 800 MPa	État livraison
Rm cémenté+T cœur	700 - 900 MPa	Après C+T standard
Dureté cœur	160 - 200 HB	Avant traitement
Dureté surface cémentée	HRC 58 - 63	Couche 0,5-1,5 mm
Allongement A5	≥ 17 %	Normalisé
Conductivité thermique	44 W/m·K	—
Coeff. dilatation	11,5 × 10⁻⁶ /K	—
Profondeur cémentation typ.	0,5 - 1,5 mm	Selon module dent
Machinabilité relative	~90 % (normalisé)	vs XC42 = 100 %

INFO

Stratégie obligatoire : usiner en normalisé → cémenter → rectifier flancs

Usinage 16MnCr5 cémenté impossible en carbure standard (HRC 58-63 surface). Séquence obligatoire: 1) Ébauche + finition denture + alésages + rainures clavette EN ÉTAT NORMALISÉ (160-200 HB, machinabilité ~90 % facile). Surépaisseur 0,3-0,5 mm flancs dents + 0,2-0,4 mm alésages H6/H7 pour reprise post-traitement. 2) Cémentation 920-930 °C atmosphère carburante, profondeur 0,5-1,5 mm = (module dent / 5). 3) Trempe huile 60-80 °C + revenu 150-180 °C × 30-60 min IMMÉDIAT post-trempe. 4) Rectification finale flancs dents (CBN génération atteint ISO 6-7) + alésages H6/H7 (alésoir CBN ou meule cylindrique). Module > 5 → rectification dent par dent obligatoire.

Paramètres tournage

Opération	Vc (m/min)	fn (mm/tr)	ap (mm)	Outil
Ébauche normalisé	180 - 260	0,2 - 0,4	2 - 4	Carbure P25 TiAlN
Finition normalisé	260 - 340	0,06 - 0,15	0,1 - 0,5	Carbure P10 TiAlN, Rε 0,4
Reprise post-cémentation cœur	120 - 180	0,1 - 0,2	0,5 - 1,5	Carbure P20 TiAlN

Paramètres fraisage et taillage denture

Opération	Vc (m/min)	fz (mm/dt)	ae/D	Outil
Ébauche	140 - 200	0,06 - 0,12	50 - 75 %	Fraise carbure 4 dents TiAlN
Finition	180 - 240	0,03 - 0,07	5 - 15 %	Fraise carbure 4 dents TiAlN, surcote rectif
Hobbing taillage denture	80 - 140 (Vc)	—	—	HSS-PM ou carbure, arrosage huile entière

ATTENTION

Au-delà Ø 50 mm : basculer 20MnCr5 (trempabilité supérieure)

Le 16MnCr5 a trempabilité limitéedue à sa composition allégée (Mn-Cr seulement). Pour pièces > Ø 50 mm avec exigence cœur résistant : basculer 20MnCr5(+0,03 % C, trempabilité Ø ≤ 80 mm) OU 18CrNiMo7-6(Ni-Cr-Mo, trempabilité Ø ≤ 150 mm pour réducteurs éoliens module > 10). Pour applications haute fatigue + résistance impact : 17CrNiMo6 ou 20NiCrMo2-2 (Ni améliore ténacité cœur). Le 16MnCr5 reste premier choix pour Ø < 50 mm en automobile (boîtes vitesses, pignons), industrie machine-outil et robotique.

Pour aller plus loin

Acier 20MnCr5 — variante +C/matieres/aciers/20mncr5/Trempabilité supérieure pour pièces > Ø 50 mm Acier 42CrMo4 — alternative T+R/matieres/aciers/42crmo4/Si pas de cémentation requise mais Rm 1000 MPa cœur Guide usinage aciers/blog/usiner-acier-xc42-xc48-non-allie/Paramètres carbure P, séquences traitement thermique Toutes les nuances aciers/matieres/aciers/Panorama 11 nuances ISO P

Cas atelier — Pignon boîte 16MnCr5 Ø68 avant cémentation

Pièce	Pignon de boîte Ø68 × L 38 mm — à cémenter
Matière / état	16MnCr5 normalisé — 180 HB (avant traitement)
Opération	Tournage ébauche extérieur (surépaisseur rectif +0,4 mm)
Outil	Carbure P25 TiAlN — plaquette CNMG
Vc retenue	220 m/min
N broche (Ø68)	N = 1000×220 / (π×68) ≈ 1030 tr/min
fn / ap	0,18 mm/tr — ap 2,5 mm
Arrosage	Émulsion 8 % — arrosage continu
Résultat	Surépaisseur homogène 0,4 mm — pas de reprise — cémentation planifiée J+3

📄 OUTIL ATELIER — PDF À IMPRIMER

Mémo Atelier CNC — Paramètres de coupe par matière

Vc, fz, Ra pour 10 matières (acier, inox, alu, titane, Inconel...) + 7 formules essentielles + checklist 16 points. 2 pages, format A4, à imprimer et garder près de la machine.

Aucun spam. Désabonnement en 1 clic. Données utilisées uniquement pour l'envoi de ressources CNCYRON, conformément à notre politique de confidentialité.

Questions fréquentes

Sources et références

EN 10084:2008 — Aciers de cémentation — Conditions techniques de livraison.
AMS 6260 — Steel Bars 16MnCr5 (5115) Carburizing.
JIS G 4104 — Chromium steels (SCr415).
ISO 6336 — Calcul capacité charge engrenages cylindriques.
Iscar — IC8250 grade for case-hardening steels.
Kennametal — KCP25 ISO P25 turning grade.
Mitsubishi Materials — MP9025 PVD-coated for steels.
Sandvik Coromant — GC4225 case-hardening steels.
Seco Tools — TP2500 ISO P general turning.
Walter Tools — WPP25S Tiger·tec® for case-hardening.

Calculer Vc, N, fz pour cette nuance

Vitesse de coupe/calculateurs/vitesse-de-coupe/N = (1 000 × Vc) / (π × D)Avance fraisage/calculateurs/avance-fraisage/Vf = fz × z × N Tous les calculateurs/calculateurs/12 outils CNC : Vc, fz, MRR, tolérances ISO…