Actualités > Catching ‘22’: Beat the Challenges of Titanium
Catching ‘22’: Beat the Challenges of Titanium
Catching ‘22’: Beat the Challenges of Titanium


Share on Facebook    Share on Twitter    Share on LinkedIn    Email a friend

Alan Richter
Cutting Tool Engineering

Dans la coupe

L'usinage efficace du titane, un élément dont le numéro atomique est 22, commence par l'utilisation d'outils de coupe appropriés. Allied Machine & Engineering Corp. de Dover, Ohio, est l'un des fabricants d'outils qui propose des outils destinés au titane. Outre le foret carbure indexable 4TEX d'Allied Machine, la meilleure option pour le perçage du titane, selon Nate Craine, ingénieur commercial, est le foret APX d'Allied avec une plaquette spéciale remplaçable.

Bien que certains utilisateurs finaux considèrent le titane comme un superalliage résistant à la chaleur, ce n'est pas le cas. "Beaucoup de gens aiment mettre le titane dans la même catégorie que les alliages à haute température, mais il s'agit d'un matériau à part entière qui doit être traité différemment", explique Nate Craine.

Il souligne qu'il est essentiel de comprendre que le frottement et l'évacuation inadéquate des copeaux provoquent le durcissement du titane pendant le perçage. Par conséquent, une pièce en titane d'une dureté de 32 HRC peut se durcir jusqu'à 50 HRC à l'intérieur du trou, ce qui complique tous les processus qui suivent le perçage. "Vous pouvez potentiellement détruire un outil d'alésage", a déclaré M. Craine.

 


Lors d'un test de durée de vie chez un client, ce foret de 2,5 pouces de diamètre a produit six trous par plaquette T-A pour une longueur totale de 90 pouces et deux à trois trous par arête avec une plaquette -PWHR ou quatre à six trous par arête avec une plaquette -PW lors du perçage du Timetal 17 (Ti5Al2Sn4Mo2Zr4Cr) d'une dureté de 34 HRC à une vitesse de coupe de 82 sfm et une vitesse d'avance de 0,0035 ipr. 0035 ipr. Cet alliage de forgeage à haute résistance et à durcissement profond est principalement utilisé pour les moteurs à réaction. Selon Allied Machine, la formation de copeaux était bien meilleure lors du perçage à 131 sfm et 0,0055 ipr, mais la durée de vie de l'outil peut diminuer si les paramètres d'usinage sont excessifs. Images avec l'aimable autorisation d'Allied Machine & Engineering

L'un des moyens d'éviter ce problème est de sélectionner un outil avec un angle de dépouille approprié afin qu'il ne frotte pas le matériau de la pièce à usiner. "Dans le titane, le matériau a tendance à pincer le côté du foret, c'est pourquoi nous avons mis au point une géométrie plus performante", explique M. Craine.

Bien que cette conception spécifique à l'application exige que le foret fonctionne à une vitesse d'avance plus faible, la plupart des applications aérospatiales en titane, par exemple, n'ont pas besoin de vitesse, a ajouté M. Craine. "Les coûts des matériaux sont plus importants. Si vous pouvez effectuer ce travail sans endommager la pièce, c'est une réussite."

Outre l'angle de dépouille, un foret doit avoir un angle de coupe et un affûtage corrects pour couper efficacement le titane, note Kevin Vanderbeck, ingénieur de terrain sur la côte Est pour Allied Machine.

Cependant, produire une arête de coupe avec le bon affûtage est un exercice d'équilibre, selon M. Craine. Un affûtage excessif donne l'impression que l'outil est émoussé, tandis qu'une arête trop tranchante est susceptible de s'écailler.

Pour améliorer encore ses forets T-A, M. Vanderbeck indique qu'Allied Machine applique un processus exclusif "affectueusement appelé ultra-grind" pour créer l'arête de coupe idéale afin d'augmenter la durée de vie de l'outil et le contrôle des copeaux. "Ce processus minimise les points de rupture le long de l'arête de coupe", a-t-il ajouté.

Sans une formation adéquate des copeaux, les copeaux de titane peuvent ressembler à des rubans et être difficiles à évacuer. "Si vous percez quoi que ce soit "Si vous percez un objet dont le diamètre est supérieur à trois fois, ce long ruban se fige et bloque votre outil", a déclaré M. Vanderbeck.

Mais sans un approvisionnement suffisant en liquide de refroidissement, même le revêtement le plus résistant à la chaleur aura du mal à s'imposer. "Plus il y a de liquide de refroidissement, mieux c'est", explique M. Craine, ajoutant qu'il doit s'agir d'une solution soluble dans l'eau et non d'une huile, car le titane est inflammable. Pour cette même raison, il recommande également que le liquide de refroidissement soit acheminé à travers l'outil. "J'ai percé un trou d'une fois le diamètre avec du liquide de refroidissement, mais je ne vais pas plus loin dans la plupart des cas.

Bien qu'un fabricant de la côte Est utilisant de l'huile pure comme liquide de refroidissement n'ait pas eu de problèmes d'inflammabilité, il n'a pas obtenu les meilleurs résultats. L'huile est nécessaire pour la lubrification et la réduction des frottements, mais l'eau est également importante car elle évacue la chaleur résiduelle de la zone de coupe".

Une fois que le client de Vanderbeck, basé en Nouvelle-Angleterre, est passé à un liquide de refroidissement hydrosoluble, il a obtenu une durée de vie des outils plus longue que lorsque l'entreprise avait commencé à utiliser de l'huile pure, a-t-il ajouté. "La durée de vie des outils est beaucoup plus longue et plus stable, et leur refroidisseur ne travaille pas aussi dur que lorsqu'ils utilisaient de l'huile et qu'ils avaient du mal à gérer la dissipation de la chaleur.

M. Vanderbeck souligne qu'il est essentiel de maintenir le liquide de refroidissement à la bonne concentration, qui est un peu plus élevée pour les applications en titane. "Je recommande vivement aux fabricants de consulter leur fournisseur de liquide de refroidissement pour connaître la meilleure concentration de liquide de refroidissement pour leurs applications en titane.

(Cliquez ici pour lire l'article complet sur Cutting Tool Engineering)



Click here to learn more about the APX™ drill.