Les produits coulés pour avions dépassent la réactivité
Les alliages en titane (Ti) sont largement utilisés dans l'industrie aérospatiale en raison de leur excellente résistance, de leur faible densité, de leur résistance à la corrosion et de leur durabilité. Les grands composants de Ti sont généralement fabriqués à l'aide d'un traitement thermochimique. Même si cette technique est coûteuse, elle est actuellement préférable aux coulées présentant un meilleur rapport coût-efficacité car elle permet d'obtenir des produits présentant une qualité et la fiabilité supérieures. Un consortium chinois et européen a lancé le projet COLTS («Casting of large Ti structures»), financé par l'UE, pour améliorer la qualité des produits coulés et en réduire davantage les coûts. Le moulage est un processus au cours duquel le métal fondu est coulé dans un moule creux avant d'être refroidi pour obtenir une pièce solide. L'équipe chinoise a apporté sa grande expérience du coulage et du soudage par faisceau d'électrons des alliages de titane. Cela a été complété par l'expertise du groupe européen dans la modélisation informatique du coulage et du soudage et dans l'évaluation des microstructures et des propriétés des matériaux. Les appareils de démonstration sélectionnés étaient un grand cylindre, une structure spatiale cubique, un cadre de porte et des connecteurs contenant de nombreux composants à paroi fine. Les alliages de titane fondus sont hautement réactifs et doivent être fondus dans des conditions spéciales qui limitent leur température. Cela rend difficile le remplissage des cavités de moulage, particulièrement pour les grands coulages et les coulages fins. Les chercheurs ont appliqué un enduit à base de métal sur des cires solides développées par le consortium pour réaliser les moules finaux pour le coulage des pièces avec une distorsion limitée de la cire. Les enduits ont considérablement inhibé la réactivité avec l'alliage fondu. Les composants soudés et coulés ont présenté une capacité prometteuse à répondre aux exigences des dimensions, des finitions de surface et des propriétés mécaniques. La modélisation suggère que les processus peuvent être optimisés pour le faire totalement. Les composants du projet sont maintenant présentés au musée de l'agence spatiale européenne aux Pays-Bas, démontrant de la sorte l'importance des résultats. La technologie de coulage COLTS Ti donnera prochainement des composants haute performance plus légers, plus économiques et plus performants pour le secteur de l'aérospatiale avec un impact environnemental moindre sur tout le cycle de vie. Les résultats du projet permettront de donner un nouvel élan au secteur européen de l'aérospatiale et auront d'importantes applications dans de nombreux autres domaines utilisant le titane.
Mots‑clés
Titane, Ti, alliages, aérospatiale, moulage, moule, modélisation, appareils de démonstration, enduit, cires
