Rectification des alliages de titane : meules, fluides et paramètres

1. Pourquoi le titane est-il difficile à meuler ?

2. Choix d'une meule

3. Sélection du fluide de rectification

1. Le fluide doit refroidir, lubrifier et nettoyer la zone de meulage.
2. Cela devrait empêcher l'adhérence et la réaction chimique entre le titane et l'abrasif.
3. Prévoir un débit d'au moins 0,5 L/min par millimètre de largeur de roue, en augmentant le débit en fonction de la vitesse de rotation de la roue. La capacité du réservoir doit être d'environ 1,5 à 3 fois le débit afin de maintenir le liquide à une température basse.
4. Les copeaux de titane sont inflammables ; prenez des mesures de prévention des incendies lorsque vous utilisez des fluides à base d'huile.
5. Parmi les fluides recommandés, on peut citer : une solution de nitrite de potassium ; un mélange de nitrite de potassium et de formiate de sodium ; une solution de nitrite de sodium ; un mélange de nitrite de sodium et de formiate de sodium ; une solution de nitrite d'amine ; ou une huile fortement chlorée.
6. Pour le meulage par avance lent, une formule de composition en masse est la suivante : 1% de nitrite de sodium, 0,5% de benzoate de sodium, 0,5% de glycérol, 0,4% de triéthanolamine et le reste en eau.

4. Paramètres généraux de rectification

Le GC60JV (TL60R₃A) La meule indiquée dans ce tableau est destinée à la rectification humide ; utilisez une meule plus tendre pour la rectification à sec. Si vous utilisez des configurations distinctes pour l'ébauche et la finition, optez pour une meule plus dure pour l'ébauche et une meule d'un degré de dureté inférieur pour la finition. Pour la rectification de surface ou externe avec des meules d'un diamètre supérieur à 350 mm, utilisez une meule d'un degré de dureté inférieur. La largeur interne de la meule ne doit pas dépasser 1,5 fois son diamètre, et les données indiquées s'appliquent à la rectification humide de trous de 20 à 50 mm dont la longueur est égale à 2,5 fois leur diamètre.

5. Rectification en passe profonde

La rectification à avance lente, également appelée rectification à avance lente en profondeur, utilise des profondeurs pouvant atteindre 30 mm, soit environ 100 à 1 000 fois celles de la rectification classique, avec des avances de pièce comprises entre 5 et 300 mm/min. Une ou plusieurs passes peuvent permettre d'obtenir les dimensions et la forme finales. La précision rapportée est de 2 à 5 μm, la rugosité de surface R_a est comprise entre 0,16 et 0,63 μm, et sa productivité est de une à cinq fois supérieure à celle de la rectification classique. Elle est principalement utilisée pour la rectification de forme et les rainures profondes.

Utilisez une meule plus dure lorsqu'une rugosité plus faible est requise. Des rouleaux en diamant ou en acier peuvent servir à dresser la meule pour la rectification de forme.

6. Rectification à faible contrainte

Le meulage à faible contrainte consiste à retirer une fine couche de matière afin de réduire les contraintes résiduelles et d'éviter les brûlures, les déformations et les fissures sur les pièces en titane soumises à de fortes contraintes. Cette technique fait appel à une meule plus tendre, régulièrement dressée, à une avance radiale et à une vitesse réduites, ainsi qu'à un arrosage abondant avec un fluide adapté, mais la productivité est faible.

Pour la dernière marge de 0,25 mm, enlevez 0,20 mm à raison de 0,013 mm par course, puis enlevez les 0,05 mm restants à raison de 0,005 mm par course.

Autres méthodes en cours de développement pour l'usinage du titane

1. Découpe cryogénique : L'azote liquide à -180 °C ou le fluide à basse température à -76 °C permet de contrôler les conditions d'usinage et de limiter l'usure des outils due à la chaleur.
2. Découpe sous vide : L'exclusion de l'air empêche les réactions entre le titane et les contaminants atmosphériques qui réduisent la durée de vie de l'outil.
3. Découpe sous gaz inerte : Un environnement inerte local permet d'isoler la surface avec une mise en œuvre plus simple que la découpe sous vide complet.
4. Découpe à sec à froid par voie électrostatique : L'air comprimé ionisé absorbe la chaleur lors de la recombinaison et forme un film d'oxyde lubrifiant aux points de contact entre l'outil et le copeau, ainsi qu'entre l'outil et la pièce.
5. Forage par vibrations ultrasoniques : Les vibrations de faible amplitude peuvent réduire la taille de la zone de déformation et la force de coupe, limiter la formation de bavures, améliorer la stabilité dynamique et favoriser la pénétration du fluide, même si les charges alternées peuvent réduire la durée de vie de l'outil.

Parmi les autres méthodes, on peut citer la découpe au laser, la découpe électrochimique, la découpe électromagnétique, la découpe par chauffage, la découpe par jet de liquide abrasif et la découpe assistée par traitement thermique spécial.