Comment le roulage du filetage est-il réalisé lors de la production de fixations en titane ?
Le processus complet de « filetage par laminage » des fixations en alliage de titane
I. Tout d'abord, clarifions : qu'est-ce que le filetage roulé ?
Le laminage de filetage n'est ni un tournage, ni une découpe de filetage ; il s'agit d'un procédé d'extrusion à froid. À l'aide de deux ou trois jeux de rouleaux de laminage haute résistance, la barre lisse est extrudée et laminée, ce qui provoque l'écoulement des fibres métalliques le long du profil du filetage et la formation de filets en relief par extrusion.
✅ Les alliages de titane et les vis à haute résistance doivent être filetés par roulage ; ils ne peuvent pas être tournés.
Traduit avec DeepL.com (version gratuite)
II. Processus complet de production de filetage par roulage pour Vis en titane TC4
1. Prétraitement (Préparation avant le laminage du filetage)
Découpe : Découpe de barres de titane et usinage de barres brutes sur un tour
Chanfreinage : Chanfreinage de la face d’extrémité de la tête de vis et des extrémités du filetage (pour éviter la casse de l’outil et l’endommagement du filetage lors du roulage du filetage)
Traitement thermique / Détensionnement : Le matériau TC4 est dur ; les contraintes d'usinage doivent être éliminées au préalable.
Nettoyage de surface : dégraissage et ébavurage pour assurer un filetage régulier.
Point crucial : Le diamètre extérieur de la vis doit être précis avant le roulage du filetage, légèrement inférieur au diamètre moyen du filetage afin de compenser le jeu de formage.
2. Processus de production complet par profilage à froid des vis en titane TC4
- Prétraitement (Préparation avant le profilage)
- Configuration et serrage de la machine
Équipement : Machine de profilage à deux axes / Machine à fileter à trois axes
Outillage : Roues de profilage sur mesure spécialement conçues pour l'alliage de titane (dureté élevée, résistance à l'usure, anti-adhérence au titane)
Installation:
Ajustez l'entraxe entre les deux roues pour contrôler le pas et le profil du filetage.
Ajuster la vitesse d'alimentation et le temps de laminage
Appliquer une huile de laminage de filetage extrême pression / un lubrifiant spécialisé pour alliage de titane
3. Principes fondamentaux du filetage par roulage pour les pièces en titane
Deux rouleaux de filetage tournent dans le même sens.
Une tige de titane nue est placée entre les deux rouleaux.
Les rouleaux compriment lentement la pièce à usiner, et le frottement provoque la rotation de la tige sur son propre axe.
Par compression radiale continue, le métal s'écoule vers l'extérieur et s'accumule.
La racine du filetage est comprimée et la crête du filetage est relevée, formant ainsi un filetage complet en une seule passe.
Points clés (Exclusifs aux alliages de titane)
Le matériau TC4 est dur, collant, sujet aux rayures et au grippage :
La vitesse d'avance ne doit pas être trop rapide.
La pression ne doit pas être appliquée trop brusquement.
Un lubrifiant de haute qualité doit être utilisé pour éviter le déchirement, le pliage, les marques d'outils et les microfissures de la surface du filetage.
4. Résultats immédiats après profilage
Les fibres métalliques du fil restent continues (contrairement au filetage conventionnel, qui sectionne les fibres).
Une couche de contrainte de compression se forme à la base du filetage → Doublement de la durée de vie en fatigue
La surface du fil est dense, lisse et exempte de marques de coupe.
Le profil du filetage est complet et précis, avec une tolérance stable de 6 g.
5. Post-traitement
Élimination des obus et déchargement automatique
Inspection à 100 % : profil de la dent, dents endommagées, bavures, plis de surface, microfissures
Dégraissage et nettoyage → Passivation / Sablage / Revêtement anti-grippage
Contrôle dimensionnel à l'aide de calibres de contrôle (calibre de contrôle conforme, calibre de contrôle non conforme)
III. Filetages roulés en titane vs. filetages usinés conventionnels (Pourquoi le titane doit être roulé)
Structure fibreuse
Fils enroulés : les fibres enveloppent complètement le fil, ce qui lui confère une grande ténacité.
Filetages usinés : les fibres sont sectionnées, avec des marques d’outil et des microfissures à la racine du filetage.
résistance à la fatigue
Filetage roulé : résistant à la compression, aux chocs et à la rupture, adapté aux environnements vibrants
Filetages usinés : sujets à la rupture par fissures à la base du filetage, rendant la pièce en titane immédiatement inutilisable.
Qualité de surface
Filetage roulé : lisse, sans marques d’outils, sans plis et sans microfissures.
Filetages usinés : Nombreuses marques d’outils profondes et superficielles, présentant des risques importants de corrosion et de fatigue.
Antigrippage
Les filetages roulés possèdent une couche superficielle dense, assurant un engagement plus fluide et réduisant le risque de grippage.
IV. Trois défis majeurs du laminage de filetages en alliage de titane et leurs solutions
Le titane adhère à l'outil et est sujet aux bavures → Meules à fileter spécialisées en alliage de titane + huile de lubrification haute pression
Dureté élevée et résistance importante à l'extrusion → Laminage à basse vitesse, alimentation progressive et prévention de la pénétration complète en une seule passe
Sensibilité au pliage et au décollement de la surface → Contrôle précis du diamètre extérieur de l'ébauche + chanfreinage approprié + réaffûtage régulier des outils
V. Résumé en bref
Le laminage de filetage pour les fixations en alliage de titane est un procédé de formage plastique par extrusion à froid. Une matrice de laminage comprime une ébauche de barre lisse, ce qui provoque un écoulement naturel du métal et la formation du filetage. Ce procédé préserve les fibres métalliques et crée une contrainte de compression à l'extrémité du filetage, permettant ainsi d'obtenir des vis en titane TC4 présentant une résistance élevée du filetage, des surfaces exemptes de défauts, une excellente résistance à la fatigue et à la rupture. Il s'agit de la seule méthode de filetage qualifiée pour les fixations en titane haut de gamme.