Types d'alliages de titane utilisés dans le moulage de précision

Bien que léger et résistant, le titane est difficile à usiner, à souder et à former. Cela fait du moulage à modèle perdu le meilleur moyen de produire des pièces dans ce métal.

Dans cet article de blog, nous vous expliquerons :

• Pourquoi le titane est souvent le matériau de prédilection pour les pièces destinées aux environnements exigeants
• Ce qui le distingue des autres métaux
• Pourquoi devrait-il s'agir d'un casting d'investissement ?
• Alliages de titane pour la fonderie de précision

Solide, léger et résistant à la corrosion

Bien que le titane ait été découvert au 18e siècle, un point de fusion élevé (3 020 °F ou 1 660 °C) et une tendance à réagir avec l'oxygène rendaient le traitement difficile. Ce n'est que dans les années 1960 qu'il a commencé à être utilisé dans les applications aérospatiales les plus difficiles.

L'industrie aérospatiale aime le titane car il est à peine plus lourd que l'aluminium mais plus de deux fois plus résistant. Il résiste également à la fissuration et à la fatigue et présente très peu de fluage, ce qui le rend idéal pour les composants de la cellule.

Deux autres caractéristiques notables sont la résistance à la corrosion et la biocompatibilité. Une couche d'oxyde auto-cicatrisante sur la peau, qui se comporte comme celle de l'aluminium, aide à résister aux attaques de l'eau salée et de la plupart des autres produits chimiques (mais pas des acides forts). Cela en fait le métal préféré pour une utilisation dans les usines de dessalement et en particulier dans le dessalement. échangeurs de chaleur.

De plus, la biocompatibilité signifie qu'il s'agit d'un métal qui peut être implanté chez l'homme sans effets indésirables.

Défis Titane

Outre son point de fusion élevé, le titane est difficile à travailler car il réagit facilement avec l'oxygène et il est difficile à usiner.

La réactivité est traitée par fusion et coulée sous vide. Cependant, le soudage est un problème important car il est très difficile d'exclure complètement l'air.

Les problèmes d'usinabilité proviennent de la nature "gommeuse" du métal. Plutôt que de glisser doucement sur l'outil de coupe, il a tendance à coller. Cela provoque un grippage qui raccourcit considérablement la durée de vie de l'outil.

Moulage de précision :la meilleure façon de former des composants en titane

Le moulage de précision est un processus de forme quasi nette qui peut être réalisé sous vide. Cela évite les réactions avec l'oxygène, élimine le besoin de soudage et minimise l'usinage.

Le moulage à modèle perdu commence par une réplique en cire de la pièce à couler. La cire est recouverte d'une pâte céramique qui sèche en une coque dure. La cire est ensuite fondue, laissant une cavité dans laquelle du titane fondu est coulé sous vide. Une fois solidifiée, la coque est cassée pour révéler la pièce moulée.

Le processus de moulage de précision est capable d'une grande précision géométrique et reproduit fidèlement les détails fins de la surface. Des contre-dépouilles, des parois minces et des éléments en retrait sont possibles et les surépaisseurs d'usinage peuvent être très faibles. Cette capacité à produire des formes complexes évite d'avoir à souder des pièces plus petites ensemble.

Alliages de titane pour moulage à modèle perdu

Le titane est disponible dans un certain nombre de qualités commercialement pures et quatre principaux types d'alliage. L'alliage, principalement avec de l'aluminium, du molybdène, du vanadium et du niobium, est effectué pour améliorer la résistance à la corrosion, la résistance au fluage et la soudabilité.

Les quatre alliages sont :

• 6AL-4V
• ELI 6AL-4V
• 3AL 2.5
• 5AL-2.5Sn

Parmi ceux-ci, 6AL-4V est le plus répandu. En plus de son utilisation intensive dans l'aérospatiale, sa résistance à la corrosion par l'eau salée en fait un favori pour les arbres d'hélices marins et les échangeurs de chaleur de dessalement.

6AL-4V ELI est considéré comme un alliage de titane de qualité chirurgicale car il présente une biocompatibilité exceptionnelle ainsi qu'une résistance à la fatigue.

3AL 2.5 est la nuance de titane la plus soudable. Il est également très résistant à la corrosion et est souvent choisi pour les pièces utilisées dans les processus chimiques à haute température tels que les échangeurs de chaleur.

Les applications de cellule nécessitent une très haute résistance au fluage, là où le 5AL-2.5Sn excelle. Un rapport résistance/poids élevé est une autre raison d'utiliser le titane.

Moulage de précision en titane d'Impro

Le titane offre une foule d'avantages par rapport aux autres métaux, mais il est difficile à usiner, à souder et à former. La meilleure façon de produire des pièces en titane est le moulage à la cire perdue, qui donne des géométries précises, proches de la forme nette, avec des parois minces et des détails fins.

Des qualités commercialement pures sont utilisées pour certaines applications, mais il est plus courant d'utiliser du titane allié à de l'aluminium et d'autres éléments. En fonction de la composition exacte, cela améliore le comportement de coulée et la résistance au fluage et à la corrosion.

La majorité des pièces en titane sont coulées à partir de l'alliage 6AL-4V, mais dans certaines applications, d'autres alliages peuvent mieux fonctionner. En tant que l'une des principales sociétés de moulage de précision, Impro peut vous conseiller sur l'alliage qui répondra le mieux aux besoins de vos produits. Contactez-nous pour en savoir plus.