TI5553 Conditions de traitement des matériaux de la plaque de titane pour les applications aérospatiales et médicales

Le traitement du matériau de plaque de titane TI5553 nécessite une réduction de la vitesse de coupe d'environ 50% dans des conditions de traitement moyennes. Pendant le broyage des emplacements, la réduction de la vitesse est plus importante, alors qu'elle l'est moins pendant le broyage latéral. L'usinage à grande échelle nécessite l'utilisation d'inserts indexables, en particulier lors de la gestion de grandes pièces ou applications avec des taux d'élimination des métaux élevés. Ces dernières années, le développement d'outils indexables a été étroitement parallèle à celui des outils en carbure solides, avec un accent principal sur l'usinage des matériaux difficiles à machine, y compris les alliages de titane.

Outils indexables pour les alliages de titane

Le produit de signature de Walter pour l'usinage des matériaux difficiles est le matériau Tiger.Tec enrobé d'oxyde de l'aluminium PVD (TIGE PVD). D'autres matériaux comme WSM35 avec des revêtements élevés résistants à l'usure et WSP45 ont également été introduits sur le marché. La conception du G77 Groove, développée en même temps avec PVD-Tiger, convient également aux applications en alliage de titane. Cette conception de rainure comprend un angle de râteau à 20 degrés et une micro-roove unique, combinant un revêtement PVD, une géométrie haute positive et des préparations de bord spéciales.

Demande accrue dans les domaines aérospatiaux et médicaux

La rétroaction des fabricants d'avions indique que l'utilisation des composants en alliage de titane a plus que doublé. À mesure que la demande de pièces en alliage en titane augmente, des matériaux comme Ti6Al4V et le TI5553 émergent (TI-5AL-5MO-5V-3CR) deviennent de plus en plus importants. Les propriétés uniques des alliages de titane présentent des défis importants pour la coupe des outils et leurs applications, en particulier dans les industries aérospatiales et médicales, où les composants ont souvent des murs minces et des formes complexes.

Facteurs affectant la vie de l'outil

Trois facteurs ont un impact sur l'outil gravement la durée de vie de l'outil lors de l'usinage des alliages de titane: conductivité thermique très faible (Ti6Al4V = 7,56 W / Mk; acier CK45 = 51,9 W / Mk), module d'élasticité relativement faible (TI6AL4V = 110 KN / mm²; acier CK45 = 210 kN (TI6AL4V = 110 KN / mm²; acier CK45 = 210 KNE / mm²) et des propriétés distinctes en caoutchouc. La chaleur générée pendant la coupe a tendance à se concentrer à la pointe plutôt que d'être emportée par des copeaux, nécessitant l'utilisation de fluides de refroidissement. Une élasticité du matériau plus faible augmente la tendance des vibrations et de la formation de bords bâti, nécessitant une réduction significative de la vitesse de coupe.

Défis avec un nouveau matériel TI5553

L'émergence de nouveaux matériaux comme TI5553 exacerbe les difficultés d'usinage. Ti6Al4V est un alliage alpha-bêta équilibré avec une microstructure qui comprend à la fois des phases bêta cubiques hexagonales alpha et centrales. En revanche, TI5553 est plus proche d'un alliage en phase bêta avec une résistance plus élevée à la chaleur et une plus grande difficulté d'usinage, avec une résistance à la traction d'environ 900 N / mm².

Le directeur du développement des outils de Round de Walter, Josef Giessler, souligne la nécessité de solutions d'outils optimisées pour l'usinage professionnel en alliage de titane. Les outils en carbure solides sont généralement utilisés pour les diamètres autour de 20-25 mm pour réduire les vibrations et la formation de bords construite. Les faces de râteau poli, les revêtements alcrn et le refroidissement interne améliorent considérablement la qualité et l'efficacité de l'usinage.

Dans un projet avec Airbus, l'outil TI40 a doublé la durée de vie d'usinage d'une pièce TI6AL4V, atteignant un volume de coupe maximal de 80 cm³ / min (VC = 25 m / min). La nouvelle génération d'outils en carbure solide a fixé une référence avec des volumes de coupe de 160-200 cm³ / min (VC = 50-60 m / min) pour un diamètre de 25 mm. Les experts de Walter ont en outre testé TI5553 pour déterminer comment les outils de nouvelle génération font face à des défis d'usinage plus complexes, traitant de la résistance à la traction des matériaux de 1400 N / mm² et de la dureté de Brinell de 430.

Conclusion

À mesure que la demande de composants en alliage en titane augmente dans les applications aérospatiales et médicales, les défis pour les outils de coupe et les techniques d'usinage continuent d'évoluer. L'alliage TI5553, avec ses propriétés supérieures, nécessite des solutions d'outils avancées pour répondre aux exigences strictes des applications d'usinage haute performance et de précision.

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