Brevet FR2715877A1 — publié le 19950811

La présente invention concerne le travail des métaux par déformation et peut s'appliquer à la fabrication d'articles de fixation, par exemple, des écrous pour la construction aéronautique ainsi que pour d'autres branches de l'industrie. On connaît un procédé de fabrication d'écrous à partir d'un alliage de titane par tournage. Ce procédé augmente sensiblement la main-d'oeuvre de la fabrication d'écrous et aboutit à une baisse du taux d'utilisation du matériau. On connaît aussi un procédé de fabrication d'articles de fixation à partir d'alliages biphasés de titane à haute résistance par refoulement à chaud. Après le refoulement, l'article est soumis au traitement thermique et, au besoin, à l'usinage. Lors du refoulement à chaud, on utilise une graisse liquide en tant que revêtement protecteur (voir, par exemple, "Procédé de fabrication de pièces en forme de tige avec une tête" décrit dans l'Annexe nO 6, publiée en 1972 pour la revue 'Industrie Aéronautique". Toutefois, le procédé connu de fabrication de pièces en forme de tige avec tête à partir d'alliages biphasés à haute résistance est caractérisé par un certain nombre d'inconvénients. Avant tout, on peut citer l'importante maind'oeuvre nécessaire à la fabrication de pièces due au grand nombre d'opérations d'usinage pour leur mise au point, le faible rendement du procédé de refoulement à chaud, une consommation importante des matériaux pour les copeaux lors de l'usinage et l'instabilité des caractéristiques mécaniques imposées due au traitement thermique compliqué. En général, cette difficulté résulte d'une haute sensibilité des alliages biphasés de titane à haute résistance à la température de chauffage et à ses variations. De plus, le refoulement à chaud et le traitement thermique réalisé pour le durcissement nécessitent un équipement spécial. On connaît aussi un procédé de fabrication d'articles de fixation en alliage de titane par déformation plastique à froid. Par exemple, un procédé de fabrication de pièces en forme de tige avec des têtes selon le certificat d'auteur 543454, cl. B 21 J 5/08 du 25.01.77, comprenant les opérations de refoulement d'une tête avant la réalisation duquel on applique, sur la surface d'une ébauche, un revêtement technologique et une graisse, de la formation de la surface extérieure et du taillage du filetage. Ce procédé est admis en tant que l'art antérieur. Comme matériau de l'ébauche, on utilise des barres en alliages biphasés de titane L'utilisation des alliages biphasés de titane à haute résistance pour la fabrication d'articles de fixation complique le refoulement des pièces à froid. I1 peut se produire un collage du matériau à l'outil, la formation des fissures, des arrachements. L'utilisation d'un revêtement d'oxalate contribue à la formation d'une pellicule microcristalline de sel sur la surface de l'ébauche et à l'obtention de la possibilité de réaliser la déformation à froid des ébauches en alliages de titane à haute résistance. Toutefois, les articles de fixation en alliages biphasés de titane sont caractérisés par une faible résistance à la corrosion et sont facilement sujets à la corrosion, surtout, lorsqu'ils entrent en contact avec de l'aluminium, ce qui diminue la fiabilité des constructions dans des milieux corrosifs durs. La fabrication d'articles de fixation à partir du matériau susmentionné nécessite de faire appel à une protection contre la corrosion, c'est-à-dire qu'il est indispensable de réaliser des opérations supplémentaires qui augmentent la main-d'oeuvre de la fabrication. On s'est donc proposé de réduire la main d'oeuvre nécessaire à la fabrication, d'augmenter la fiabilité et d'améliorer la qualité du refoulement. Le problème ainsi posé est résolu du fait que, dans le procédé de fabrication d'articles de fixation en alliages de titane comprenant une opération de refoulement avant laquelle on realise les opérations préalables de rectification de la surface de l'ébauche et d'application sur celle-ci d'un revêtement technologique et de graisse, selon l'invention, avant la rectification, on soumet l'ébauche à un calibrage avec un taux de déformation E 2 15 %, on utilise du titane avec une structure a en tant que matériau de l'ébauche et une solution borofluorée en tant que revêtement. Le calibrage préalable de la surface de l'ébauche avec un taux de déformation égal au moins à 15 % assure la résistance requise du matériau. L'utilisation de l'alliage de titane proposé ayant la structure a, la réalisation des opérations préalables et l'application du revêtement borofluoré assurent une bonne qualité du refoulement des articles, sans collage ni égratignures. La haute résistance du métal à la corrosion permet d'élever la fiabilité des articles de fixation qui fonctionnent dans des milieux corrosifs durs. Le revêtement borofluoré forme, sur la surface d'une ébauche, une pellicule microcristalline de sel qui sert de milieu séparant le matériau à déformer d'un outil pendant le refoulement d'un article. Le procédé faisant l'objet de l'invention est réalisé de la manière suivante. Après le taillage et le recuit, les ébauches en alliage de titane avant la structure a, coupées au préalable en forme de barre, sont soumises au calibrage avec un taux de déformation E 2 15 % puis leur surface est rectifiée dans le but de créer une rugosité déterminée pour améliorer l'adhésion du revêtement au matériau. Ensuite, on soumet les ébauches au dégraissage, au lavage à l'eau courante et à l'activation. Ceci fait, on applique, sur la surface de l'ébauche, un revêtement borofluoré en maintenant les ébauches dans un bain d'une solution borofluorique. Ensuite, on soumet l'ébauche avec son revêtement à un traitement par une solution savonneuse qui sert de graisse lors de la déformation. Après avoir appliqué le revêtement et la graisse, on effectue le refoulement de l'article de fixation, par exemple, un écrou et on taraude l'écrou. Exemple. Selon le procédé envisagé, on coupe des barres hexagonales en alliage VT1-0 et alliage VT16, dont la dimensions "S" est de 11 mm, en ébauches pour le refoulement d'écrous de 400 mm de longueur. Après le taillage et le recuit, on soumet les ébauches au calibrage avec un taux de déformation E égal à15 %, puis on réalise la rectification et le traitement selon la technologie suivante a) dégraissage, b) lavage à l'eau courante, c) activation. Après les opérations preparatoires susmentionnées, on met les ebauches dans un bain d'une solution borofluorée dont la composition est la suivante g/l : tétrafluoroborate de sodium 70 acide borique 30 Régime : la température de la solution est de 750C à 800C, la durée de maintien est de 10 à 20 minutes. Après l'application du revêtement sur la surface, on lave l'ébauche et on la soumet au traitement dans la solution savonneuse. Les ébauches saponifiées sont séchées à une température de 500C. Après le séchage, on réalise le refoulement des écrous sur des machines automatiques de refoulement à froid du type A1819 et le taraudage des écrous. Les résultats du refoulement font apparaître que le revêtement borofluoré est totalement conservé sur les ébauches refoulées en alliage VT1-1 et que le processus de refoulement a été réalisé d'une manière staisfaisante. La surface des articles ne presente aucune égratignure ni doublage des couches. Le procédé susmentionné du revêtement ne convient pas pour l'alliage VT16 du fait que le revêtement borofluoré n'adhère pas à cet alliage et le processus de refoulement ne se produit pas. L'analyse métallographique des écrous en VT1-0 a démontré que les écrous satisfont les exigences imposées aux défauts superficiels selon les normes DIN 267, partie 20; L'utilisation du procédé proposé assure le refoulement plastique d'articles de fixation en alliages de titane sans collage ni égratignures et permet de les utiliser en milieux corrosifs durs. Les articles de fixation fabriqués selon le procédé de l'invention ne nécessitent aucune opération supplémentaire pour leur protection contre la corrosion. REVENDICATION Procédé de fabrication d'articles de fixation en alliage de titane consistant à réaliser une opération de refoulement d'une ébauche cylindrique avant laquelle on effectue la rectification de la surface de l'ébauche et on applique sur celle-ci un revêtement technologique et une graisse, caractérisé en ce qu'avant l'opération de rectification, on soumet l'ébauche à un calibrage avec un taux de déformation s 2 15 % et en ce qu'on utilise du titane ayant la structure a en tant que matériau de l'ébauche et une solution borofluorée en tant que revêtement.