C’est quoi l’usinabilité ?

L’usinabilité d’un métal, c’est sa facilité à être usiné (tournage, fraisage, perçage, taraudage…) en respectant :

• un bon état de surface,
• une usure raisonnable des outils,
• des copeaux bien formés (ni collants, ni en rubans infinis),
• une productivité correcte (vitesse de coupe, avance, temps de cycle).

Pour simplifier la lecture, on utilise ici une échelle qualitative :

• Excellente : vitesses élevées, copeaux courts, outils qui durent longtemps.
• Très bonne : usinage confortable, peu de surprises.
• Bonne : matière saine, paramètres standards, rien de problématique.
• Moyenne : demande des réglages sérieux, outils adaptés.
• Difficile : vitesses réduites, usure forte, copeaux pénibles ou matière dure.
• Très difficile : usinage à réserver aux ateliers équipés (carbure haut de gamme, rectif, etc.).

Les appréciations ci-dessous sont données pour les états et les nuances proposés sur Acier Détail Découpe.

Usinabilité des aciers

À retenir côté aciers :

• Les aciers doux de construction (A37, TU37B, E24…) → usinabilité bonne à très bonne, très confortables.
• Les aciers C45 / XC38 / XC48 → bon compromis : faciles à usiner en mécanique générale.
• Les aciers de décolletage (ETG100, S300Pb) → références absolues en usinabilité.
• Les aciers de traitement et d’outillage (42CD4 traité, Z38CDV5, Z160CDV12, 55NCDV7, 90MCV8…) → usinabilité difficile à très difficile, surtout en état traité.

Usinabilité des aluminiums

À retenir côté aluminium :

• 2011 / 2030 → free-machining : usinabilité excellente, parfaits pour pièces complexes.
• 6060 / 6061 / 6082 / 2017A → bonne usinabilité, usage général et structurel.
• 5083 / 5754 → orientés résistance / corrosion (marine) → usinabilité moyenne.
• 7075 → très haute résistance → usinabilité moyenne, exige un process sérieux.

Usinabilité des inox

À retenir côté inox :

• 303 → inox d’usinage : très bonne usinabilité pour de l’inox.
• 304L → usinabilité moyenne, sensible à l’écrouissage.
• 316L → usinabilité difficile (écrouit plus vite, copeaux tenaces).
• Z30C13 / F15NM → inox martensitiques : usinabilité moyenne, très dépendante de l’état (recuit vs durci).

Usinabilité du bronze, cuivre et laiton

À retenir :

• Laiton UZ39Pb → un des matériaux les plus faciles à usiner (copeaux courts, outils qui tiennent longtemps).
• Bronze UE12 → usinabilité bonne, adapté aux paliers et pièces de glissement.
• Cuivre CUA1 → usinabilité moyenne, copeaux souvent collants, risque de bavures si paramètres mal choisis.

Comment utiliser ce tableau dans un atelier ou un BE ?

Quelques repères concrets :

• En décolletage / grande série : viser en priorité les nuances “Excellente” / “Très bonne” (ETG100, S300Pb, 2011, 2030, UZ39Pb, 303).
• En mécanique générale : les nuances “Bonne” (C45, XC48, XC38, A60, 2017A, 6061, 6082…) donnent un excellent compromis productivité / performance.
• Pour des pièces fortement sollicitées (arbres, engrenages, moules, outils) : vous aurez souvent besoin de nuances “Moyenne à difficile” → l’usinabilité baisse, mais c’est le prix de la performance mécanique.
• Dès que le tableau indique “Difficile / Très difficile”, il faut anticiper :
  • des vitesses de coupe réduites,
  • des outils plus techniques (carbure revêtu, céramique…),
  • un temps d’usinage plus élevé,
  • une programmation CN plus soignée.

FAQ sur l’usinabilité

Comment exploiter cette notion d’usinabilité dans un devis ?

Trois points à intégrer dans un chiffrage sérieux :

1. Temps de cycle : une nuance “difficile” peut facilement doubler le temps par pièce (Vc réduite, avances prudentes).
2. Usure d’outils : plus la nuance est abrasive ou dure, plus il faut intégrer un budget plaquettes / forets / tarauds.
3. Risque atelier : certaines nuances (Z160CDV12, 55NCDV7, 316L) demandent un opérateur expérimenté → cela a un coût indirect.

Un même plan usiné en ETG100 ou en Z160CDV12 n’a pas du tout le même coût réel, même si les formes sont identiques.

Pourquoi ne pas choisir uniquement des nuances “Excellente” en usinabilité ?

Parce que l’usinabilité n’est qu’un critère parmi d’autres :

• les aciers free-cutting (S300Pb, ETG100) ont une usinabilité exceptionnelle,

  mais ne sont pas faits pour être soudés ni trempés profondément ;

• un acier d’outillage comme Z160CDV12 est pénible à usiner,

  mais indispensable pour certaines applications (dureté, résistance à l’usure).

La bonne démarche :

partir du besoin mécanique (charge, corrosion, température, sécurité),

puis choisir la nuance la plus facile à usiner dans ce périmètre.

En atelier, comment adapter les paramètres à une nuance “difficile” à usiner ?

Sur une nuance classée “difficile” ou “très difficile” dans le tableau (316L, 42CD4 traité, Z38CDV5, Z160CDV12…) :

• Réduire la vitesse de coupe par rapport à un acier standard.
• Garder une avance suffisante : trop faible → polissage/échauffement → usure rapide.
• Utiliser systématiquement des outils carbure revêtus avec géométrie adaptée.
• Sur inox et alliages écrouissants : éviter les “grattages”, préférer des passes franches.
• Soigner rigidité et bridage : plus la nuance est dure, plus elle sanctionne le moindre jeu.

Que veut dire “Très bonne (pour un inox)” dans le cas du 303 ?

Le 303 reste un inox, donc :

• conductivité thermique faible,
• tendance à l’écrouissage,
• besoins en lubrification plus importants qu’un acier carbone.

Mais par rapport aux autres inox (304L, 316L), le 303 est nettement plus agréable à usiner grâce à sa composition adaptée à la coupe (addition de soufre).

Concrètement :

• vitesses possibles plus élevées,
• copeaux plus cassants,
• taraudage/perçage beaucoup plus confortables.

D’où la nuance dans le tableau : “Très bonne (pour un inox)”.

Pourquoi l’état “Traité” fait-il passer une nuance dans la catégorie “difficile” voire “très difficile” ?

Un acier trempé/revenu ou traité pour l’outillage :

• présente une dureté élevée,
• est souvent plus abrasif,
• génère des températures de coupe plus élevées.

La conséquence directe :

• usure d’outil beaucoup plus rapide,
• impossibilité de travailler en HSS dans de nombreux cas,
• obligation d’utiliser des carbures haut de gamme, voire céramique/CBN en finition.

C’est pour cela que, dans le tableau, l’usinabilité de nuances comme 40CMD8 ou 42CD4 chute lorsqu’elles passent en état traité.

Comment se comparent les aciers free-cutting (ETG100, S300Pb) aux aciers C45/XC48 en pratique ?

Pour un atelier :

• En usinage pur :
  • ETG100 / S300Pb → vitesses plus élevées, copeaux courts, états de surface excellents, durée de vie outil allongée.
  • C45 / XC48 → usinabilité bonne, mais moins “automatique” : paramètres un peu plus prudents, copeaux parfois plus longs.
• En polyvalence :
  • C45 / XC48 → meilleure tenue en traitement, possibilités plus larges (trempe, applications mécaniques variées).
  • ETG100 / S300Pb → orientés à fond sur la productivité d’usinage, moins sur la polyvalence.

Quand faut-il vraiment se méfier d’une nuance “Très difficile” ?

Les nuances marquées “Très difficile” dans le tableau (Z160CDV12, 55NCDV7, 40CMD8 traité, certains états d’outils) sont à manier avec précaution lorsqu’on :

• dispose de machines peu rigides,
• travaille avec des outils “génériques”,
• veut faire de la petite série peu préparée,
• ou sous-estime le temps de mise au point.