Fraisage CNC de pièces en titane
Le titane est un métal de transition avec un éclat métallique blanc argenté et un numéro atomique de 22. En raison de sa faible densité (située entre l'aluminium et l'acier), de sa haute résistance, de son excellente résistance à la corrosion et de ses bonnes performances à la fois à haute et à basse température, le titane est souvent allié à des éléments tels que l'aluminium, le vanadium et le fer pour améliorer davantage ses propriétés. L'immense potentiel du titane en tant que matériau est désormais pleinement reconnu, et son champ d'applications ne cesse de s'élargir. En tant que matériau idéal pour le fraisage CNC, les composants en titane sont essentiels dans diverses industries, notamment l'aérospatiale, le médical, la fabrication chimique, la construction, l'automobile (véhicules à quatre et deux roues) et les produits de consommation. De plus, le fraisage CNC du titane peut être classé en différentes séries en fonction de ses nuances et de ses types d'alliages, adaptées à des applications spécifiques. Voici les différentes propriétés et utilisations du titane.
Caractéristiques et applications des différents titanes
Ta1 et Ta2 : Ces nuances de titane ont une teneur élevée en titane, et leurs propriétés mécaniques et chimiques sont similaires à celles de l'acier inoxydable. Bien que leur résistance soit inférieure à celle des alliages de titane, elles présentent une bonne plasticité, ce qui les rend faciles à usiner et à former. Leurs performances d'emboutissage et de soudage sont bonnes, et elles ont une meilleure résistance à la corrosion et à l'oxydation que l'acier inoxydable. Cependant, leur résistance à la chaleur est inférieure à celle de l'acier inoxydable.
Ta1 et Ta2 sont principalement utilisés pour les pièces embouties et les composants structurels résistants à la corrosion avec une température de travail inférieure à 350°C, où une faible contrainte mais une plasticité élevée sont requises. Les applications typiques incluent les structures d'avions, les canalisations de navires et les pompes à ions. Ta1 est généralement utilisé dans les industries nécessitant une grande formabilité, tandis que Ta2 est le plus largement utilisé.
Tc4 : L'alliage de titane Tc4 présente d'excellentes propriétés mécaniques globales, qui peuvent être améliorées par traitement thermique, forgeage, emboutissage et soudage. Il a une résistance élevée à température ambiante, une bonne résistance à la chaleur dans la plage de température de 150 à 500°C, une excellente ténacité à basse température et une bonne résistance à la corrosion. Tc4 est le matériau d'alliage le plus largement utilisé parmi la série Tc.
Tc4 convient pour une utilisation à long terme dans les pièces fonctionnant en dessous de 400°C, les pièces à basse température telles que les conteneurs et les pompes, les composants militaires, les équipements faciles à utiliser, les pièces extérieures et les pièces nécessitant une résistance élevée.
À propos du matériau de fraisage CNC – Titane
Le titane Grade 5 est l'alliage de titane le plus résistant, offrant une excellente résistance à la corrosion et une bonne soudabilité. Il est souvent choisi par rapport à d'autres matériaux, comme l'acier, en raison de sa capacité à résister aux températures élevées et très basses. Les applications courantes incluent les fixations aérospatiales, les pales d'éoliennes, les composants de moteurs, les équipements sportifs et les applications marines.
Le titane a une densité de 4,506 à 4,516 grammes par centimètre cube à 20°C, ce qui est supérieur à l'aluminium mais inférieur au fer, au cuivre et au nickel. Cependant, sa résistance spécifique est parmi les plus élevées de tous les métaux. Le titane a un point de fusion de 1668±4°C, une chaleur latente de fusion de 3,7 à 5,0 kcal/g-atome, un point d'ébullition de 3260±20°C et une chaleur latente de vaporisation de 102,5 à 112,5 kcal/g-atome. Sa température critique est de 4350°C et sa pression critique est de 1130 atmosphères.
Le titane a une faible conductivité thermique et électrique, similaire ou légèrement inférieure à celle de l'acier inoxydable. Cependant, le titane présente également une supraconductivité, la température critique supraconductrice du titane pur allant de 0,38 à 0,4K. À 25°C, la capacité thermique du titane est de 0,126 cal/g-atome·°C, l'enthalpie est de 1149 cal/g-atome·°C et l'entropie est de 7,33 cal/g-atome·°C. Le titane est un matériau paramagnétique avec une perméabilité magnétique de 1,00004.
Le titane présente une excellente plasticité, avec un taux d'allongement du titane de haute pureté atteignant 50 à 60 % et un taux de rétrécissement de section atteignant 70 à 80 %. Cependant, sa résistance est relativement faible, ce qui le rend inadapté comme matériau structurel dans certaines applications. La présence d'impuretés, en particulier les impuretés interstitielles telles que l'oxygène, l'azote et le carbone, affecte considérablement ses propriétés mécaniques. Ces impuretés peuvent considérablement augmenter la résistance du titane mais réduire sa plasticité. Les propriétés mécaniques optimales du titane en tant que matériau structurel sont obtenues en contrôlant strictement les niveaux d'impuretés et en ajoutant des éléments d'alliage appropriés.
| Limite d'élasticité | Allongement à la rupture | Dureté | Densité | Température maximale |
| 120 000 PSI | 10% | Rockwell C30 | 0,16 livre / pouce cube | 3000°F |
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