Les aciers et alliages pour la mécanique industrielle
Les matériaux mécaniques determinent la tenue en service, l'usinabilite et le coût des pièces produites en atelier. Les aciers industriels constituent la famille la plus large : l'acier de construction S235JR est le matériau de base des structures chaudronnées et des pièces non sollicitées ; l'acier de decolletage 11SMnPb30 offre une excellente usinabilite pour les pièces de série sur tour automatique ; les aciers de trempe et revenu (42CrMo4, 34CrNiMo6) atteignent des resistances a la traction de 900 a 1 300 MPa après traitement thermique pour les arbres, les engrenages et les composants de machines sous forte sollicitation dynamique.
L'inox 316L et l'alliage aluminium 7075 sont les deux matériaux les plus travailles après les aciers courants. L'inox 316L (18 % Cr, 10 % Ni, 2 % Mo) offre une excellente résistance a la corrosion en milieu chimique et alimentaire, avec une limite élastique de 200 MPa et une résistance a la traction de 500 MPa. Son usinage est plus difficile que l'acier : vitesse de coupe reduite (120 a 180 m/min), avance plus lente et lubrification abondante pour éviter l'échauffement et la formation d'un copeau colmate. L'alliage aluminium 7075-T6, avec sa résistance spécifique très élevée (510 MPa de Rm pour 2,81 g/cm3), est le matériau de référence pour les pièces d'aeronautique et les moules de plasturgie. Son usinage grande vitesse (600 a 1 000 m/min) est facilite par une bonne usinabilite et une faible tendance a l'adherence sur les aretes de coupe.
Les polymères techniques completent la palette des matériaux mécaniques pour les applications spécifiques. Le PEEK (polyether-ether-cetone) resiste jusqu'a 250 degrés C en service continu et présenté un frottement très faible contre l'acier, ce qui en fait le matériau ideal pour les bagues de guidage, les joints tournants et les engrenages silencieux. Le PA66 charge verre (polyamide 30 % fibres de verre) offre une rigidité et une résistance mécanique comparables a celles d'un acier industriel de construction pour une masse deux fois moindre. L'usinage des polymères techniques nécessité des outils a aretes vives, des vitesses élevées et l'absence de lubrifiant aqueux pour éviter le gonflement et la delamination.
