Le perçage, l'alésage et le taraudage du titane sont des opérations sensibles à la chaleur, au retour élastique, à l'adhérence, à l'écrouissage et à l'évacuation des copeaux. Ce guide pratique aborde les forets hélicoïdaux et les forets pour trous profonds, les alésoirs en acier rapide (HSS) et en carbure, les tarauds à denture corrigée et à denture décalée, l'alimentation en liquide de refroidissement, la rigidité des outils, ainsi que le choix du diamètre des tarauds et des forets.
La faible conductivité thermique du titane, sa récupération élastique, son affinité chimique et la concentration de la chaleur de coupe rendent le perçage difficile. Pour réussir le perçage, l'alésage et le taraudage, il faut des outils rigides, des arêtes de coupe bien définies mais résistantes, une évacuation fiable des copeaux et un fluide de coupe en quantité suffisante.
Les forets hélicoïdaux classiques doivent présenter une âme renforcée, des arêtes de coupe rectifiées avec précision, des cannelures polies et une géométrie qui limite le frottement et favorise l'évacuation des copeaux. Les forets courts et rigides réduisent la flexion. Il est préférable d'utiliser de l'acier rapide au cobalt et un carbure de tungstène-cobalt adapté ; il faut éviter qu'une arête émoussée ne provoque un durcissement par déformation de la surface du trou.
Une construction à quatre faces améliore le guidage et la rectitude du trou tout en répartissant la pression de contact. Le jeu et l'alimentation en liquide de refroidissement restent essentiels, car des marges supplémentaires peuvent augmenter les frottements si l'outil n'est pas bien affûté.
Le perçage de trous profonds nécessite un arrosage interne, un bris de copeaux contrôlé et une évacuation ininterrompue. Un perçage par à-coups ou un retrait par étapes peut s'avérer nécessaire lorsque l'outil ne peut pas évacuer les copeaux en continu.
Réduisez la vitesse de coupe à mesure que la profondeur du trou, la résistance de l'alliage ou le diamètre augmentent. Maintenez une avance positive afin que les arêtes de coupe taillent plutôt que de frotter. Arrosez abondamment la zone de coupe avec un liquide de refroidissement compatible et vérifiez que les copeaux ne présentent pas de décoloration ou d'adhérence. Pour les trous profonds dans du Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3Si, le procédé de référence utilise un foret dédié et met l’accent sur le refroidissement, l’évacuation des copeaux et le contrôle de l’état de surface.
Les alésoirs exigent une grande rigidité, des marges précises, un jeu important et des espaces de dégagement fluides. Une marge réduite permet de guider l'outil, mais une marge excessive augmente le frottement et la chaleur. Les alésoirs en acier rapide à goujure droite, ceux en carbure à goujure droite et ceux en carbure à goujure étagée présentent des géométries de section de coupe différentes.
Utilisez une vitesse faible et constante ainsi qu’une avance suffisante pour usiner au-delà de la couche d’écrouissage. Maintenez une surépaisseur uniforme, évitez de vous arrêter dans le trou et assurez un apport continu de liquide de coupe. Le faux-rond de l’outil, la précision du trou pré-percé et la dilatation thermique ont une incidence directe sur les dimensions finales et la circularité.
On utilise couramment des aciers rapides (HSS) haute performance contenant du cobalt ou de l'aluminium. Le taraud doit résister à l'ébréchure des arêtes tout en conservant un profil tranchant. La forme du filetage, la profondeur du trou et l'accès au liquide de refroidissement déterminent s'il est préférable d'opter pour un modèle standard, à denture corrigée ou à denture décalée.
Les tarauds à dents rectifiées réduisent la charge de coupe en modifiant le profil d'engagement. Un angle de coupe et un angle de dépouille adéquats limitent l'adhérence, tandis que les rainures polies et les dents dépouillées laissent de la place aux copeaux.
Le titane reprenant sa forme initiale après la coupe, le diamètre du taraud-foret est souvent choisi à la limite supérieure de la plage admissible afin de réduire le couple sans compromettre les exigences relatives au filetage. Vérifiez le pourcentage de filetage réel, le comportement du matériau et le résultat du contrôle dimensionnel. Pour les trous borgnes, prévoyez un espace suffisant pour l'évacuation des copeaux sous le filetage complet et évitez de faire toucher le fond au taraud.
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