Procédé de fabrication des vis en alliage de titane

Le procédé utilise deux matériaux principaux : le titane pur TA2 et l’alliage de titane TC4. Il comprend neuf étapes au total, les exigences spécifiques relatives aux matériaux en titane étant clairement définies.

I. Processus de production complet

Contrôle des matières premières → Tréfilage et calibrage → Décapage acide + lubrification → Formage des extrémités → Chanfreinage et ébavurage → Roulage du filetage → Nettoyage et dégraissage → Traitement thermique + traitement de surface → Contrôle à 100 % + Emballage

II. Explication de chaque étape du processus

1. Inspection des matières premières

On utilise du fil machine ou des barres de titane, principalement du titane pur TA2 et du TC4 (Ti-6Al-4V). À réception, la composition du matériau, sa teneur en hydrogène et en oxygène, ainsi que l'état de surface sont contrôlés. Les matières premières présentant des fissures ou des impuretés sont immédiatement rejetées afin de prévenir toute rupture fragile du produit fini.

2. Tréfilage et calibrage

Le titane brut est étiré à froid en plusieurs passes pour obtenir le diamètre standard de la tige de la vis. En raison de la grande résistance du titane à la déformation, la quantité étirée en une seule passe est strictement contrôlée, et des recuits d'adoucissement sont effectués par intermittence pour éviter la rupture du fil.

3. Décapage à l'acide + Lubrification spécialisée

On commence par utiliser une solution acide pour éliminer la calamine, suivie d'un rinçage et d'un séchage minutieux ; puis, on applique un lubrifiant haute température spécialement conçu pour le titane. Le titane adhérant très facilement aux matrices, cette étape est cruciale pour obtenir une surface lisse et minimiser les marques de traçage.

4. Formation de la tête (Formation de la tête)

Il existe deux procédés selon le type de matériau :

Titane pur TA2 : Forgeage à froid à température ambiante, par extrusion et mise en forme de structures telles que des têtes bombées, des têtes fraisées, des têtes à bride, des rainures en étoile et des rainures droites. Le procédé est réalisé par étapes afin d’éviter la fissuration de la tête.

Alliage de titane haute résistance TC4 : En raison de sa dureté élevée à température ambiante et de sa faible ductilité, ce matériau nécessite un chauffage localisé (300–700 °C) suivi d’un forgeage à chaud et d’une extrusion. L’utilisation de matrices en carbure résistant aux hautes températures est impérative.

5. Chanfreinage et ébavurage

Éliminer les bavures et les arêtes vives créées lors du formage. Chanfreiner l'ensemble de la tige et de la tête pour obtenir un aspect propre et éviter les rayures et les concentrations de contraintes lors de l'assemblage. Procéder simultanément à un contrôle visuel préliminaire.

6. Roulage du fil

Les vis en titane sont produites exclusivement par filetage par roulage ; le filetage par usinage est proscrit. Des molettes de filetage de haute précision forment le filetage par extrusion à basse vitesse, ce qui garantit des fibres métalliques intactes, une résistance élevée, un profil complet et l’absence de bavures. La précision obtenue répond à la norme industrielle 6g.

7. Nettoyage par ultrasons

Élimine les lubrifiants résiduels et la poussière métallique de la surface pour garantir la propreté de la pièce, la préparant ainsi aux traitements thermiques et de surface ultérieurs.

8. Traitement thermique + Traitement de surface

Traitement thermique

Titane pur TA2 : aucun traitement thermique de renforcement n’est requis.

Alliage de titane TC4 : Placer dans un four sous vide ou un four sous atmosphère d’argon pour le traitement de mise en solution et le vieillissement afin d’améliorer la résistance globale et la résistance à la fatigue ; les fours à air ordinaires sont strictement interdits, car ils provoquent l’oxydation et l’absorption d’hydrogène, ce qui entraîne une fragilisation.

Traitement de surface

Passivation naturelle : renforce la couche résistante à la corrosion ; l’option privilégiée pour les applications à usage général ;

Anodisation dure : disponible dans des couleurs telles que le bleu, l’or et le noir ; résistante à l’usure et esthétiquement agréable ; couramment utilisée pour les vis de modification automobile et moto ;

Polissage miroir : principalement utilisé pour les instruments médicaux et de précision.

9. Inspection, tri et emballage à 100 %

Contrôle à 100 % des dimensions, du jeu du filetage et de l'aspect ; tests de fissuration supplémentaires pour les composants aérospatiaux et médicaux. Les produits conformes sont triés selon leurs spécifications, conditionnés sous emballage étanche à l'humidité et accompagnés d'un rapport sur les matériaux et d'un certificat 3.1.

III. Comparaison de deux matériaux : procédés de fabrication et applications

1. Processus de fabrication des vis en titane pur TA2 :

Frappe à froid → Filetage par laminage → Passivation / Oxydation

Caractéristiques : Facile à travailler, haute résistance à la corrosion, léger

Applications : Machines générales, équipements d'extérieur, composants légers divers

2. TC4 Vis en alliage de titane

Procédé : Forgeage à chaud → Filetage par laminage → Traitement thermique sous vide → Traitement de surface

Caractéristiques : Processus de fabrication complexe, haute résistance, résistance aux vibrations, résistance aux hautes températures

Applications : Aérospatiale, roues automobiles, modifications haut de gamme, fixations haute résistance