Le titane, un métal exigeant

Presque aussi léger que l’aluminium, mais plus résistant que l’acier, le titane est aussi un métal onéreux, environ 30 fois plus cher que les alliages d’acier haut-de-gamme et 200 fois plus cher que l’acier brut. S’il voit s’ouvrir un horizon d’applications toujours plus large, le titane renferme des pièges lors de l’usinage. C’est pourquoi le carburier allemand Horn présentera sur le Siane des solutions d’usinage d’un métal à la fois précieux et exigeant.

Une gamme riche à destination de l’usinage du titane

Il y a 20 ans, environ 60 000 tonnes de métal de titane étaient transformées chaque année. Dix ans plus tard, c’étaient 143 000 tonnes et aujourd’hui la consommation est estimée à près de 300 000 tonnes. Les moteurs de la croissance de l’utilisation de métal de titane, avec une croissance de 5 à 10 % par an, sont l’Europe de l’Ouest et surtout la Chine.

Par rapport à l’acier, l’usinage du titane présente un bon nombre de différences. Lors de l’usinage par enlèvement de copeaux, par exemple lors du tournage ou du fraisage du titane, la tendance à l’écrouissage peut s’avérer nuisible. Lorsque le frottement de l’arête de coupe devient trop important, l’écrouissage qui s’ensuit peut émousser l’outil. Pendant le tournage et le fraisage du titane, les outils affûtés, les paramètres de coupe corrects et la formation idéale des copeaux représentent des paramètres importants. La dureté des outils ainsi que la résistance à la chaleur de leurs revêtements doivent également être adaptées à la dureté du métal. La combinaison de ses caractéristiques d’élasticité (ductilité) et de résistance à la traction nuit à l’usinage du titane.

Pour l’usinage de matériaux à base de titane, tels que le Ti6Al4V répandu dans l’aéronautique, Horn a développé une gamme exceptionnelle d’outils destinés à répondre aux plus grands problèmes posés par l’usinage du titane au moyen d’arêtes de coupe affûtées, d’angles de coupe positifs, d’angles de dépouille importants et d’arêtes de coupe polies. Pour ses fraises en carbure monobloc destinées à l’usinage du titane dans l’ingénierie aérospatiale et la technique médicale, Horn a développé le matériau de coupe TSTK, lequel présente des propriétés tribologiques de bon niveau, une résistance élevée à la température et une faible pénétration de la chaleur dans le substrat, autrement dit un vrai bouclier thermique. Un aspect important supplémentaire à considérer lors du développement des fraises en carbure monobloc a été le suivant : les fraises monobloc ont été configurées avec une division et un angle de torsion différents. Cela a permis de réduire les vibrations et d’obtenir un processus de coupe plus fluide. La gamme Titane de Horn inclut une gamme complète de fraises en carbure monobloc en versions à quatre et cinq dents, pour des dimensions de 2 à 20 mm de diamètre, et de 2 x D ou 3 x D.

Composants en titane pour le secteur aérospatial

Des outils spécifiquement adaptés à l’usinage de matériaux rencontrés dans l’aérospatial

Les fraises à grande avance du système DAH 25, 37 et 62 sont spécifiquement adaptées aux éléments de structure de grande taille en titane. Pour les éléments en titane forgés, les fraises du système DAH font preuve d’une efficacité particulière. Ces outils sont également spécifiquement adaptés à l’usinage de matériaux rencontrés dans le secteur aérospatial, tels que le Hastelloy, l’Inconel ou l’Astroloy.

Pour l’usinage en tournage du titane, Horn recommande ses solutions d’outils développées pour l’usinage par enlèvement de copeaux des métaux inoxydables : une résistance élevée à la température, affûtées, dans les types EG3 ou HP6 avec de très bonnes caractéristiques tribologiques. Pour tous les types d’usinage, une alimentation élevée et ciblée de fluide de coupe est indispensable.

N° 93 octobre 2017