Titanepeut certes être percé et taraudé, mais ses propriétés physiques et chimiques uniques le rendent beaucoup plus difficile à usiner que les aciers ordinaires (comme l'acier 45) ou les alliages d'aluminium. Si des méthodes inappropriées sont utilisées, il est facile pour les outils de coupe de s'user rapidement, de s'écailler ou même de faire brûler la pièce.
I. Pourquoi le titane est-il difficile à usiner ?
Mauvaise conductivité thermique : le titane a une très faible conductivité thermique (environ un -quart de celle du fer). La majeure partie de la chaleur générée lors du perçage ou du taraudage s'accumule au niveau de l'arête de coupe et sur la surface de la pièce, plutôt que d'être emportée avec les copeaux.
Faible module d'élasticité : le titane subit une déformation élastique lorsqu'il est soumis à une force. Pendant le taraudage, il a tendance à « revenir en arrière » et à serrer fermement le robinet, provoquant une brusque poussée de couple qui peut casser le robinet.
Réactivité chimique élevée : à des températures élevées, le titane réagit facilement chimiquement avec les matériaux des outils (tels que le cobalt et le tungstène), provoquant un phénomène de "collage-à-l'outil" qui conduit à l'écaillage du tranchant.
II. Points clés pour le forage
Sélection d'outils :
Vous devez utiliser des forets en carbure spécialement conçus pour l'usinage des alliages de titane. Les forets standards en acier rapide-s'usent extrêmement rapidement.
Un foret avec un angle de pointe de 130 degrés à 140 degrés est recommandé (contre 118 degrés pour l'acier ordinaire), car cela offre une plus grande résistance et facilite la rupture des copeaux.
Paramètres de coupe :
Faible vitesse de surface : la plage recommandée est de 10 à 25 m/min. Pour un foret courant de 10 mm, la vitesse de broche doit être d'environ 300 à 800 tr/min.
Avance élevée : 0,05–0,15 mm par tour. Ne pas couper à sec-au fond du trou, car cela provoquerait un écrouissage important.
Refroidissement et lubrification :
Fluide de coupe à base d'eau-à haut-débit et haute-pression (émulsion ou fluide semi-synthétique). Ne comptez pas uniquement sur un pistolet à air comprimé pour souffler, car l'accumulation de chaleur brûlerait immédiatement le foret.
Techniques spéciales :
Méthode de perçage à grande vitesse- : si les conditions sont limitées, retirez le foret immédiatement lorsqu'il reste 0,5 mm avant de pénétrer complètement dans le matériau pour éliminer la compression par rebond, puis percez.
Évitez d'utiliser des additifs extrême-pression contenant des chlorures, car ils peuvent provoquer des fissures par corrosion sous contrainte dans le titane.
III. Points clés pour le taraudage
Le taraudage est plus difficile que le perçage et représente un goulot d'étranglement dans l'usinage du titane. Les tarauds sont extrêmement susceptibles de se casser lorsqu'on travaille avec des filetages de petit -diamètre (tels que M3 et plus petits).
Appuyez sur Sélection :
Donnez la priorité aux tarauds en cobalt-contenant de l'-acier rapide ou de l'acier rapide-de la métallurgie des poudres-.
Type de flûte : des flûtes hélicoïdales (pour les trous traversants) ou des flûtes à angle hélicoïdal- (pour les trous borgnes) doivent être utilisées. Les tarauds à flûte droite-sont généralement inutilisables sur le titane.
Les tarauds doivent être conçus avec un grand angle de coupe et un flanc large et asymétrique pour réduire la friction du retour élastique.
Diamètre du trou pilote :
Le trou pilote doit être agrandi. Ne le calculez pas sur la base des spécifications de trou pilote de filetage standard.
Formule empirique : diamètre du trou pilote ≈ diamètre nominal du filetage × 0,8. Par exemple, pour un filetage M6×1,0, un avant-trou de Ø5,0 mm est recommandé (les pièces en acier standard utilisent Ø5,0, mais pour le titane, utilisez Ø5,0–5,1).
La profondeur du chanfrein du trou pilote doit dépasser un pas.
Procédure de taraudage :
Taraudage manuel : après avoir tapé 1/2 à 1 tour complet, inversez la direction de 1/4 de tour pour briser les copeaux et relâcher la force de retour élastique. Ne tapez jamais jusqu’en bas d’un seul coup.
Taraudage machine : utilisez un mandrin de taraud flexible (avec protection contre le couple) et contrôlez la vitesse de la broche entre 5 et 15 tr/min.
Lubrification:
Utilisez de l'huile minérale pure, de l'huile de ricin ou un composé de taraudage spécialisé en alliage de titane. N'utilisez pas d'huile ou d'émulsion pour machine ordinaire, car elles ne fournissent pas une lubrification suffisante.
Résumé et recommandations :
Si vous n'avez qu'une perceuse à main ou une perceuse d'établi standard et pas de liquide de refroidissement :
Perçage : vous pouvez essayer ceci, mais vous devrez soulever le foret toutes les 3 à 5 secondes et le refroidir en trempant une brosse dans du carburant diesel ou de l'huile pour machine à coudre.
Tapotement : Déconseillé. Pour les filetages inférieurs à M6, la probabilité de rupture du taraud dépasse 80 %. Pour la production en petits lots-, nous vous recommandons fortement d'utiliser le filetage (fraisage de filetages avec une fraiseuse CNC) au lieu du taraudage.
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