USINAGE MODERNE ET PERFORMANCE DES LUBRIFIANTS.

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L’usinage consiste à enlever de la matière sur une pièce afin de lui donner une forme, des dimensions et un état de surface définis. Ce procédé de fabrication est primordial pour la réalisation de nombreuses pièces destinées à l’industrie automobile, aéronautique, aérospatiale, de l’énergie et récemment à l’industrie biomédicale et microélectronique ou à l’industrie de luxe (montres, bijouterie).

Grâce aux développements dans le domaine des matériaux, principalement pour l’outillage, le travail des métaux par coupe a connu un progrès incontournable au cours de la dernière décennie. L’événement le plus important dans l’historique des procédés de coupe est sans doute l’apparition des outils en carbures métalliques (dans les années 30). A l’époque, cette démarche innovatrice a révolutionné le rendement économique des opérations de coupe. La vitesse de coupe a pu être augmentée de 20 m/min jusqu’à plus de 200 m/min.

L’évolution des matériaux pour les outils coupants et de leur géométrie, entraîne actuellement de manière très importante, comme elle l’a fait par le passé, l’essor technologique d’autres secteurs liés à ce procédé de fabrication. Il s’agit donc : du progrès dans la construction des machines outils (puissance, rigidité, moyens de lubrification), de l’usinage de nouveaux matériaux mais aussi de l’optimisation de l’usinage des matériaux connus (inclusions dans les aciers pour une meilleure usinabilité), de l’amélioration de fluides de coupe (baisse de toxicité et des coûts liés à la maintenance et au traitement des fluides de coupe usagés, formulation chimique) ou de la réduction de temps d’usinage par automatisation et informatisation du travail.

Concernant les fluides de coupe, leurs formulations doivent évoluer. D’une part, les réglementations européennes s’orientent vers l’éco‐élimination (suppression des composés chlorés ou à base de plomb) ou limitent l’utilisation de certaines molécules pour des raisons écologiques (composés phosphorés ou soufrés). D’autre part, les formulations doivent être adaptées au mieux à la demande d’un marché industriel exigeant, tant en terme de performances qu’en terme de coûts.

Même si les fonctions chimiques d’une huile de coupe d’aujourd’hui sont les mêmes que celles d’il y a 50 ans – comme par exemple celles des différents composés soufrés (polysulfures d’alkyles, acides gras soufrés etc.) pour le travail des métaux – l’optimisation des formulations se fait habituellement par l’ajustement du nombre d’additifs et de leurs concentrations ou par le remplacement d’anciens additifs par des molécules « améliorées ». Les processus de synthèse de ces molécules dites « améliorées » sont souvent mieux maîtrisés ; il en résulte la fabrication d’additifs dont la stabilité, la toxicité et les performances physico‐chimiques ou mécaniques sont davantage connues. Mais le véritable problème repose sur leur niveau de performance dans les applications réelles, souvent inconnu et ce d’autant plus lorsqu’ils sont incorporés dans un mélange contenant « X » additifs chimiquement actifs.

Les huiles de coupe sont issues d’une formulation complexe dans laquelle les rôles individuels des additifs sont difficilement identifiables. Des interactions méconnues entre les additifs peuvent facilement détériorer la performance d’une huile complète. La composition chimique d’une huile de coupe reste sans doute l’élément clé de sa performance en usinage, mais celle‐ci ne peut être étudiée et vérifiée que dans l’application pour laquelle le lubrifiant a été conçu. En outre, l’évolution des techniques d’usinage, appliquées à des matériaux ayant des caractéristiques toujours plus élevées, nécessite d’étudier de manière approfondie les actions des fluides de coupe car elles s’avèrent mal connues dans ces conditions et notamment à grande vitesse de coupe. Il est probable que les lubrifiants comme tous les autres paramètres en usinage possèdent leur domaine de validité et leur point de performance optimale.

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