Forgeage du titane
Source : https://alloysintl.com/titanium-applications/titanium-forging/ (révisé)
La forte demande de métal est principalement due au remarquable rapport résistance/densité des alliages de titane forgés et aux propriétés anticorrosion significatives du métal. Ces caractéristiques aboutissent à un matériau durable et fiable qui peut bien fonctionner sur terre, dans les airs et même sous la mer, ce qui illustre la polyvalence des alliages de titane.
Le processus de forgeage du titane comprend :
Forgeage à matrice ouverte – Le matériau en titane vierge est déformé et pressé dans la cavité entre deux moules. Ces moules n’encapsulent pas complètement le matériau mais fournissent plutôt un espace étroit à travers lequel l’excès de matériau peut s’écouler. Une fois dans la cavité, le titane est estampé à plusieurs reprises jusqu'à ce que la forme souhaitée soit obtenue.
Forgeage sous pression – Également connue sous le nom de forgeage par empreinte, cette méthode utilise la compression sous haute pression pour façonner une ébauche de titane chauffée. Le flan est recouvert en totalité ou en partie par les matrices, qui se rapprochent de haut en bas pour obtenir la forme souhaitée.
Forgeage libre – Des commandes petites et/ou simples peuvent être réalisées grâce au forgeage libre, une méthode de forgeage du titane réalisée entre deux matrices plates sans cavité interne. Il s'agit d'une méthode relativement peu coûteuse et flexible, mais en raison des exigences élevées en matière de main-d'œuvre, ce n'est pas le moyen le plus courant de forger de grandes quantités de titane.
Forgeage isotherme – Processus par lequel le matériau de départ et la matrice sont chauffés à une température égale et hautement contrôlée pour atteindre des taux de déformation élevés avec une pression minimale.
D'autres types de forgeage d'alliages de titane, tels que le matriçage multidirectionnel, le matriçage par extrusion, le matriçage partiel et le forgeage d'anneaux laminés, reposent sur des alignements tout aussi uniques de chaleur, de pression et de matrice utilisés pour obtenir les formes souhaitées.
Avantages des produits forgés
Haute résistance
Résistance à la corrosion
Résistance à la chaleur
Biocompatibilité
Soudabilité
De plus, en fonction des exigences spécifiques de l'application. Lorsque vous recherchez des entreprises de forgeage du titane, différentes qualités d'alliages de titane utilisées dans le processus de forgeage, assurez-vous que l'entreprise avec laquelle vous souhaitez travailler peut forger le titane selon les spécifications dont vous avez besoin.
Certaines des qualités les plus courantes comprennent :
Gr5 : Ti6al-4v : L'un des alliages de titane les plus utilisés en forgeage, le titane 6-4 est particulièrement apprécié dans les composants aérospatiaux.
Ti6-2-4-2 (UNS R54620) : apprécié pour son excellente résistance au fluage et sa résistance à des températures élevées, le titane 6-2-4-2 est utilisé dans les composants où une chaleur et des contraintes élevées sont présentes.
Ti6-2-4-6 (UNS R56260) : similaire au titane 6-2-4-2, mais avec une ténacité et une ductilité améliorées.
Gr9 (Ti 3-2.5) UNS R56320 : Connu pour sa soudabilité et sa résistance à la corrosion exceptionnelles, l'alliage 3-2.5 est souvent utilisé dans l'industrie médicale pour les implants.
Effets de la température de forgeage
L’alliage de titane peut-il être forgé à n’importe quelle température ? Techniquement, oui ; cependant, la température utilisée doit être adaptée au processus et à la pièce.
Le forgeage à chaud est plus courant que le forgeage à froid, même si ce dernier peut être moins cher et plus respectueux de l'environnement. Notamment, des températures plus basses (inférieures à 1 650 degrés Fahrenheit) ne conviennent qu'au titane non allié, tandis que des températures plus élevées sont requises pour le titane allié.
Ce n'est pas seulement la température du titane lui-même qui est essentielle lors du forgeage. La température des matrices doit également être contrôlée car des pertes de chaleur excessives ou des variations de chaleur entraîneront des pièces défectueuses.
L'importance de la température dans le processus de forgeage du titane est principalement liée aux éléments structurels du métal à différents niveaux de chaleur. En forgeant avec les niveaux de chaleur corrects du matériau de départ et des matrices, le forgeron peut créer un produit final plus robuste et plus fiable, structurellement adapté au travail à accomplir.
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