Etude des copeaux et de l'intégrité de surface en usinage à grande vitesse de l'alliage de titane TA6V

par Juan David Puerta Velasquez

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Albert Tidu et de Pierre Chevrier.

Soutenue en 2007

à Metz .


  • Résumé

    L'usinage grande vitesse (UGV) est un procédé de mise en forme de métaux très apprécié dans le domaine industriel pour les avantages qu'il apporte, par rapport à l'usinage traditionnel. Dans ce travail nous avons effectué des essais en coupe orthogonale sur l'alliage de titane TA6V afin d'étudier les copeaux et les surfaces usinées. La morphologie et la métallurgie des copeaux obtenus ont été caractérisées. Les observations obtenues (DRX, MEB, EBDS) ont servi à commenter la nature des bandes de cisaillement et à privilégier la théorie du cisaillement catastrophique au-dessus de la fissuration périodique, pour expliquer la formation des copeaux en UGV. Intégrité de surface est le terme utilisé pour décrire l'ensemble des paramètres liés à la caractérisation micro-géométrique et structurale d'une pièce finie. Elle permet d'estimer l'impact du procédé sur la surface usinée. L'intégrité des surfaces produites en UGV a été étudiée sous deux angles différents : dans un premier temps nous avons caractérisé la texture cristallographique et son évolution avec la vitesse de coupe. Une nouvelle stratégie de mesure et de traitement des données pour la séparation et le lissage des raies de diffraction a été développée. Dans une deuxième partie, les surfaces produites ont été caractérisées métallurgiquement. La morphologie du matériau en sous surface ainsi que l'état de contraintes résiduelles ont été déterminés. Nous avons mis en évidence la formation d'un matériau bi-couche par l’action de l'UGV. Enfin, les contraintes résiduelles et la texture cristallographique des surfaces usinées ont été corrélées aux observations microstructurales des surfaces usinées et des copeaux obtenus

  • Titre traduit

    Study on chips and surface integity in high speed machining of TA6V tutanium alloy


  • Résumé

    High speed machining (HSM) is a metal forming process very appreciated in industry because of the advantages that it provides, in comparison with traditional machining. In this work, orthogonal cutting tests were carried out on titanium alloy TA6V in order to study the chips and the machined surfaces. The morphology and the metallurgy of the chips obtained were characterised. Main results obtained by using materials characterisation techniques (XRD, SEM, EDX, EBDS) were used to comment on the nature of the shear bands. It leads to priviligeate the catratrophic shear theory in order to explain the chips formation process in HSM. Surface integrity is the term used to describe the parameters related to the micro-geometrical and the structural characterisation of a machined surface. This study leads to estimate the impact of the process on the obtained component. The surface integrity was studied with two different approach: firstly the characterisation of the crystallographic texture of surfaces and its evolution with the cutting speed was carried out. For this propose, a new strategy of data measurement and treatment in order to separate and to fit the X-ray diffraction peaks was developed. Secondly part, a metallurgical approach to characterise the machined surfaces was used. The morphology of material beneath the machined surface and their residual stress was also determined. It was possible to show the machined surface is a bi-layer material. Finally, the residual stresses and the crystallographic texture of the machined surfaces were correlated with the microstructural observations of the machined surfaces and the obtained chips

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Informations

  • Détails : 1 vol. (225 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 195-203

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  • Cote : 621.9.05 PUE
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