Comment usiner les alliages de titane : géométrie, vitesses et liquide de refroidissement

L'usinage du titane nécessite un choix minutieux de la vitesse de rotation et de l'avance, car les températures de coupe sont élevées. La plage de températures de coupe recommandée est comprise entre 480 et 540 °C pour les outils en acier rapide et entre 650 et 750 °C pour les outils en carbure. La déformation de la pièce, la déformation thermique et l'usure de l'outil ont également une incidence sur la précision dimensionnelle.

1. Géométrie des outils de tournage

Pour ces trois outils, le rayon de pointe recommandé est compris entre 0,5 et 1,5 mm, la largeur de la face d'appui est comprise entre 0,05 et 0,3 mm, et l'angle de coupe auxiliaire est compris entre 0 et 10°. Veillez à ce que les surfaces de coupe et de flanc soient très lisses. Une arête affûtée doit être exempte de bavures, de brûlures, d'entailles et de fissures. Affûtez le carbure à l'aide d'une meule diamantée. Le rayon au fond de la rainure du brise-copeaux doit être compris entre 6 et 8 mm.

2. Données d'usinage pour les alliages de titane

Données de départ pour le Ti-6Al-4V

Avec un outil de tournage à plaquettes amovibles, la vitesse de coupe peut être augmentée de manière appropriée lorsque l'on utilise un fluide de coupe.

Correction de la vitesse par groupe d'alliages

Correction de la vitesse en fonction de la profondeur de coupe

Tournage à travers une couche d’oxyde

3. Fluides de coupe pour le tournage du titane

4. Précautions relatives aux fluides de coupe

1. Les fluides chlorés peuvent se décomposer à la température de coupe et libérer de l'hydrogène, que le titane peut absorber et qui peut entraîner une fragilisation par l'hydrogène.
2. Le chlore peut réagir avec le titane pour former du chlorure de titane et provoquer de la corrosion. Maintenez la teneur en chlorure en dessous de 0,02% en masse.
3. Les chlorures pouvant favoriser la fissuration par corrosion sous contrainte, évitez d'utiliser des fluides de coupe chlorés.
4. Nettoyez la pièce immédiatement après la découpe afin d'éviter que les résidus de chlorure n'attaquent la surface.
5. Utilisez un débit d'au moins 15 à 20 L/min.
6. Le fluide doit à la fois assurer un refroidissement efficace et une lubrification sous pression extrême. Entretenez soigneusement les glissières des machines-outils lorsque vous utilisez un fluide à base d'eau.

5. Précautions supplémentaires

1. Veillez à ce que les outils et les dispositifs de fixation à base de plomb ou de zinc n'entrent pas en contact avec les pièces en titane. Le cuivre-étain, le cadmium et leurs alliages sont également interdits pour les outils et les dispositifs de fixation entrant en contact avec ces pièces.
2. Tous les outils, dispositifs de fixation et équipements entrant en contact avec le titane doivent être propres. Protégez les pièces en titane nettoyées de la graisse et des empreintes de doigts, car une contamination ultérieure par le sel peut favoriser l'apparition de fissures de corrosion sous contrainte.