Improvement of wood machining tools' service life by surface treatments and cutting edges's modifications
Amélioration de la durée de service d'outils d'usinage du bois par traitements de surface et préparation de l'arête de coupe
Résumé
The aim of this work is to find solutions to the problems concerning the wood machining tools, especially those employed in first transformation of wood (premature wearing and brooking cutting edge). The obtained improvements of these tools in laboratory can provide from surface modifications by applications of hard thin coatings (like CrN) and thermochemical treatments (low temperature ionic nitriding). Besides, in order to test the efficiency of tools modifications under real machining conditions, we realised industrial peeling and milling of green wood with tools modified by classical treatments and coatings usually employed (TiN, CrN, DLC, duplex treatment (nitriding + hard coating)). These machining tests were realised in frame work of a European CRAFT research project. According to the obtained results, we started to develop new ternary hard coatings (CrAlN and ZrBN) to apply them in wood machining. The modification of the cutting tool's geometry by sand-blasting was also studied. To realise this study, many equipments of physico-chemical and tribological characterization of hard coatings were used as laboratory and industrial wood cutting machines.
Au travers de ce travail de thèse, nous nous sommes fixé comme objectif, de rechercher des solutions pour augmenter la durée de service des outils de coupe du bois, plus spécialement ceux utilisés en première transformation (usure prématurée et ébréchures des arêtes de coupe). Les améliorations apportées à ces outils en laboratoire proviennent des modifications de surfaces par applications de films durs en couches minces (CrN en l'occurrence) ou bien par traitements thermochimiques (nitruration ionique basse température). Par ailleurs, afin de vérifier l'effet des modifications d'outils sous des conditions réelles d'utilisation, nous avons réalisé du déroulage et fraisage industriel de bois vert, avec des couteaux modifiés en surface par des traitements classiquement utilisés (TiN, CrN, DLC et duplex (nitruration + dépôt dur)). Ces tests d'usinage ont été réalisés dans le cadre d'un projet européen CRAFT. Au regard des résultats obtenus, nous avons ensuite débuté le développement de nouveaux films ternaires (CrAlN et ZrBN) pour un éventuel emploi en usinage du bois. La modification de la géométrie par pré-rodage de l'arête de coupe des couteaux réalisée grâce à un traitement mécanique de sablage a également été étudiée. Pour réaliser cette étude un grand nombre d'équipements de caractérisations physicochimiques et tribologiques des films a été utilisé ainsi que des machines de laboratoire et industrielles d'usinage du bois.
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