Matières30 mars 2026 · 6 min de lecture
Titane Grade 2 vs Ti6Al4V — différences à l'usinage
Titane pur Grade 2 ou alliage Ti-6Al-4V Grade 5 ? Ces deux matériaux partagent le même risque incendie et la même réactivité chimique aux outils — mais leur comportement à l'usinage diffère considérablement. Le Ti6Al4V est presque deux fois plus difficile à couper.
TITANE GRADE 2 vs Ti6Al4V — USINAGE
Le titane Grade 2 (CP, ~99 % Ti pur) et l'alliage Ti-6Al-4V (Grade 5) sont les 2 nuances aéro / médical les plus usinées. Grade 2 : usage chimique / médical, Rm 345-485 MPa, ductile, plus facile. Ti6Al4V : aéro / médical, Rm 895-1170 MPa, plus dur. Paramètres typiques carbure (groupe ISO S) : Grade 2 Vc 60-90 m/min, Ti6Al4V Vc 30-60 m/min. fz 0,05-0,15 mm/dent. Outils carbure revêtu TiAlN ou PCD pour Ti6Al4V finition. Lubrification HP impérative (T° élevée arête). Sources Iscar, Kennametal, Mitsubishi, Sandvik, Seco, Walter (catalogues alphabétiques) + AMS 4928 (Ti6Al4V), ASTM B348.
DANGER
Risque commun — inflammabilité copeaux titane
Les copeaux de titane (Grade 2 et Ti6Al4V) s'enflamment à 500-600 °C. Arrosage HP obligatoire, jamais de soufflage à l'air sec. Évacuation copeaux constante (HP 70-150 bar interne outil). Jamais d'eau sur copeaux titane en feu (réaction explosive) — extincteur sable D obligatoire à proximité.
Comparatif Grade 2 vs Ti6Al4V
| Critère | Grade 2 (pur) | Ti6Al4V (Grade 5) |
|---|---|---|
| Désignation | Ti Grade 2 — pur commercialement | Ti-6Al-4V — alliage alpha-bêta |
| Rm | 345–450 MPa | 900–1000 MPa |
| Rp0.2 | 275 MPa min. | 830 MPa min. |
| Dureté | 120–150 HB | 300–360 HB |
| Allongement A5 | 20 % min. | 10 % min. |
| Machinabilité relative | ~55–65 % (réf. XC42) | ~30–40 % (réf. XC42) |
| Vc tournage ébauche carbure | 60–100 m/min | 40–80 m/min |
| Collage copeau (BUE) | Fort — titane très réactif | Fort — idem mais + dur |
| Résistance à la corrosion | Excellente (médical, chimique) | Très bonne |
| Applications typiques | Implants, échangeurs, tuyauterie marine | Aérospatial, médical orthopédique, compétition |
Paramètres de tournage
| Opération | Vc (m/min) | f (mm/tr) | ap | Outil |
|---|---|---|---|---|
| Grade 2 — ébauche | 60–100 | 0.12–0.25 | 1.5–3 mm | Carbure K ou M non revêtu, arrosage HP ≥ 50 bar |
| Grade 2 — finition | 80–120 | 0.05–0.12 | 0.2–0.8 mm | Carbure K non revêtu ou TiCN, arête positive |
| Ti6Al4V — ébauche | 40–70 | 0.10–0.20 | 1–2 mm | Carbure K micrograin non revêtu, arrosage HP ≥ 70 bar |
| Ti6Al4V — finition | 60–90 | 0.05–0.10 | 0.1–0.5 mm | Carbure K non revêtu, arête vive |
Paramètres de fraisage
| Opération | Vc (m/min) | fz | ap | ae | Outil |
|---|---|---|---|---|---|
| Grade 2 — trochoïdal | 60–90 | 0.04–0.08 | 1.0–1.5D | 5–10 % D | Fraise 4Z carbure K non revêtu, hélice 45° |
| Grade 2 — ébauche conv. | 50–80 | 0.04–0.08 | 0.5D | 25–40 % D | Fraise 4Z carbure K, arrosage HP |
| Ti6Al4V — trochoïdal | 40–70 | 0.03–0.06 | 1.0–1.5D | 3–8 % D | Fraise 4Z carbure K micrograin, non revêtu |
| Ti6Al4V — ébauche conv. | 30–55 | 0.03–0.06 | 0.3–0.5D | 20–30 % D | Fraise 4Z carbure K, arrosage HP ≥ 70 bar |
4 règles communes — titane pur ou allié
ATTENTION
Arrosage haute pression — risque incendie copeau de titane
Le titane s'enflamme à 500–600 °C sous forme de copeaux fins. À sec, en fraisage, la température de copeau dépasse cette limite en quelques secondes. Arrosage HP (≥ 50 bar Grade 2, ≥ 70 bar Ti6Al4V) obligatoire pour refroidir et évacuer les copeaux. Ne jamais souffler les copeaux de titane avec de l'air comprimé sec — risque d'explosion de poussière.
ATTENTION
Revêtement outil — ni TiN, ni TiAlN
Le titane est chimiquement affinitaire avec les revêtements à base Ti (TiN, TiAlN, TiCN) : le copeau soude à l'arête (BUE) en quelques tours. Utiliser des carbures non revêtus ou avec revêtements DLC/ZrN/CrN. Le non revêtu micrograin (grain 0.3–0.5 µm) est l'option la plus répandue en production. Le ZrN est la meilleure option si le budget outil le permet.
ATTENTION
Grade 2 : ductilité élevée — surveiller le collage
Le Grade 2 (titane pur) est plus mou que le Ti6Al4V mais aussi plus ductile. Le copeau a tendance à s'allonger et à coller à l'arête. Symptôme : état de surface dégradé soudainement, bruit de coupe irrégulier. Remède : augmenter Vc de 10–15 % et vérifier l'arrosage. Ne jamais réduire Vc en réponse à un BUE — cela aggrave le collage.
ATTENTION
Ti6Al4V : pas de tolérance à l'usure — changement préventif
Sur Ti6Al4V, une arête légèrement usée donne un retour élastique (springback) qui crée des contraintes résiduelles en traction dans la pièce — problème critique en aérospatial. Changer l'outil avant l'apparition de signes d'usure visibles : en tournage ébauche, changer toutes les 10–15 minutes ; en fraisage trochoïdal, toutes les 20–30 minutes. Ne jamais attendre la cassure.
Fiche Ti Grade 2
Titane pur — propriétés et paramètres
Fiche Ti6Al4V
Alliage Grade 5 — tableaux complets
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