Barre de titane Le meulage est le processus central de l'usinage de précision des barres de titane. Le processus de base consiste à éliminer l'excès de matériau par meulage avec une meule pour améliorer la précision dimensionnelle et la qualité de la surface. Cela nécessite de surmonter des défis tels que la faible conductivité thermique du titane, sa facilité d'oxydation et sa tendance à adhérer aux outils de coupe. Le processus typique comprend quatre étapes principales : la préparation avant-le broyage, le meulage, la finition et le post-traitement, ainsi que l'inspection de la qualité. Une répartition détaillée suit.
I. Préparation avant-le broyage : poser les bases d'un traitement stable
Cette étape détermine l'efficacité et la qualité du meulage ultérieur, en se concentrant sur l'état de la pièce, la sélection de la meule et la correspondance des paramètres.
Prétraitement de la pièce-
- Source de la pièce : généralement des ébauches de barres de titane après forgeage/laminage. Ceux-ci sont d'abord usinés ou pelés pour éliminer le tartre d'oxyde de surface, les fissures et la couche fragilisée -, laissant une surépaisseur de meulage de 0,3 à 1,0 mm.
- Traitement thermique : Le recuit sous vide (700-850 degrés) est effectué en fonction de la qualité de l'alliage (par exemple, Gr5) pour éliminer les contraintes résiduelles dues au travail/usinage à chaud et empêcher la déformation ou la fissuration pendant le meulage.
- Nettoyage et tests non destructifs : un nettoyage alcalin suivi d'un décapage acide (HF:HNO₃≈1:3-4) est utilisé pour éliminer l'huile de surface, la rouille et la couche. La profondeur de décapage est contrôlée à 10-20 μm. Des tests par ultrasons sont ensuite effectués pour vérifier les inclusions internes, les fissures et autres défauts.
II. Sélection de la meule et de l'équipement
- Matériau de la meule : carbure de silicium vert (GC), CBN (nitrure de bore cubique). Caractéristiques : haute dureté, bonne conductivité thermique, réduit l'adhérence des copeaux de titane et la combustion de surface, adapté aux caractéristiques de faible conductivité thermique du titane.
- Taille du grain de la meule : 60-120 mesh (meulage grossier 60-80 mesh, meulage fin 100-120 mesh) Équilibre l'efficacité de coupe et la rugosité de la surface, évitant les rayures causées par des grains trop grossiers.
- Équipement : Rectifieuse sans centre (grand public), rectifieuse cylindrique. Les rectifieuses sans centre ne nécessitent pas de positionnement axial, ce qui les rend adaptées à la rectification efficace de gros volumes et à l'obtention d'une précision de qualité H7-H11 ; les rectifieuses cylindriques conviennent aux formes complexes ou à l'usinage monobloc de haute-précision.
III. Processus de broyage : élimination précise de l'excès de matériau par étapes
Le processus implique un ajustement progressif des paramètres via « meulage grossier → meulage semi---finition → meulage de finition » pour équilibrer efficacité et qualité. Les contrôles clés sont la température de meulage, la vitesse d’avance et l’état de la meule.
Broyage grossier (étape d'enlèvement de matière)
Objectif : éliminer rapidement la majeure partie de l'excès de matériau, en laissant une marge de 0,05-0,15 mm pour le meulage semi-fini, avec une tolérance de diamètre contrôlée entre ±0,1 et 0,2 mm.
Semi-finition (étape intermédiaire)
Objectif : Corriger les défauts de surface dus au meulage grossier, affiner davantage les dimensions, laisser une marge de 0,01 à 0,03 mm pour le meulage fin et obtenir une rugosité de surface de Ra inférieure ou égale à 1,6 μm.
Meulage de précision (étape d’amélioration de la précision et de l’état de surface)
Objectif : Pour obtenir une précision dimensionnelle finale (tolérance de diamètre ±0,005-±0,01 mm) et une qualité de surface (Ra inférieur ou égal à 0,4-0,8 μm, la qualité médicale/aérospatiale peut atteindre Ra inférieur ou égal à 0,2 μm).
IV. Finition et post-traitement : élimination des défauts et stabilisation des performances
Après le meulage, les contraintes de surface et la couche altérée doivent être éliminées pour garantir la fiabilité à long terme des tiges de titane.
Ébavurage et nettoyage : éliminez les bavures des faces d'extrémité et des marches à l'aide d'un tissu non tissé-ou d'une meule souple ; un nettoyage à haute -pression (supérieure ou égale à 5 MPa) est utilisé pour rincer les résidus de liquide de meulage et les débris de la surface afin d'éviter la corrosion.
Traitement de soulagement des contraintes : pour les tiges de précision en titane (telles que celles utilisées pour les implants médicaux), un recuit sous vide à basse -température (450 à 550 degrés, maintenu pendant 2 à 4 heures) est effectué pour éliminer les contraintes de meulage résiduelles et empêcher la déformation pendant l'utilisation.
Finition de surface (facultatif) : les tiges en titane de qualité médicale-peuvent être électropolies (HF :HNO₃≈1:4, tension 20 V) pour éliminer la couche de surface altérée (épaisseur > 5 μm), réduisant ainsi Ra à 0,1-0,2 μm ; les tiges de qualité aérospatiale- peuvent subir une oxydation par micro-arc pour améliorer la résistance à l'usure.
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