Titane grade 2 ou grade 5 pour les pièces EDC

Presque tous les projets EDC qui passent chez nous commencent par la même question laissée sans réponse sur le plan : il est écrit titane, et rien d’autre. Ce seul mot recouvre deux alliages qui s’usinent différemment, coûtent différemment et se finissent différemment, et choisir le mauvais est la raison la plus courante pour laquelle un premier prototype revient avec le bon aspect et le mauvais comportement.

La version courte

Le grade 2 est du titane commercialement pur. Plus doux, plus ductile, il s’anodise en couleur profonde et saturée, les violets et les bleus que l’on associe à la quincaillerie en titane haut de gamme. Le grade 5, Ti-6Al-4V, est allié à l’aluminium et au vanadium. Environ deux fois plus résistant, il tient les filetages et les bossages de vis sans se dénuder, et s’anodise en une version plus plate, légèrement plus crayeuse, des mêmes couleurs.

Si la pièce supporte une charge, spécifiez le grade 5. Si la pièce a pour rôle d’être extraordinaire à voir et qu’elle est vissée à autre chose qui encaisse l’effort, le grade 2 est le plus beau choix.

Là où cela compte vraiment

Pièce	Spécifier	Pourquoi
Platine de frame-lock	Grade 5	La lame de verrouillage fléchit des milliers de fois ; le grade 2 prend un pli
Plaquette de couteau côté visible	Grade 2	Aucune charge, et la couleur d’anodisation est tout l’intérêt
Corps de stylo avec capuchon fileté	Grade 5	Les filetages en grade 2 s’usent visiblement en un an d’usage quotidien
Corps de stylo, sections à emmanchement serré	Grade 2	Couleur plus profonde, aucun filetage à protéger
Filetages de tête et de culasse de lampe torche	Grade 5	Vissage et dévissage répétés ; risque de grippage dans le titane pur
Perles, pierres anti-stress, décapsuleurs	Grade 2	Pilotées par la couleur, sans charge, et il s’usine plus vite
Clips de poche	Grade 5	Il revient élastiquement au lieu de se plier définitivement

Ce que chacun coûte à usiner

Le grade 2 s’usine plus vite et ménage l’outillage, mais la matière n’est que légèrement moins chère que le grade 5 ; sur une petite série, l’écart de coût est donc plus faible que les acheteurs ne s’y attendent, généralement de cinq à douze pour cent aux quantités d’une série EDC. En dessous d’environ cinquante pièces, le réglage et la finition dominent le devis et le choix de l’alliage change à peine le total.

Les deux alliages sont lents comparés à l’aluminium. La faible conductivité thermique du titane renvoie la chaleur dans l’outil plutôt que dans le copeau ; les vitesses de coupe restent donc basses et les outils s’usent vite. Un atelier qui chiffre le titane avec des temps de cycle proches de l’aluminium n’en a pas beaucoup usiné, ou n’a pas lu le plan.

Le piège de l’anodisation

L’anodisation du titane est un effet d’interférence : une couche d’oxyde amenée à une épaisseur précise en maintenant une tension précise, qui produit la couleur. La surface plus pure du grade 2 fait croître une couche plus régulière, d’où ses couleurs plus profondes.

La variable la plus importante n’est pas l’alliage, c’est le montage. Un atelier qui accroche les pièces de façon lâche obtient une chute de tension sur le lot et une dérive visible du bronze au brun sur ce qui devrait être une seule couleur. Demandez un échantillon de couleur de cinq pièces avant de vous engager dans une série, quel que soit le grade choisi. Cette seule demande évite plus de litiges de recommande que n’importe quelle indication de tolérance.

Règle pratique

Écrivez le grade sur le plan, pas le mot « titane ». Si vous ne savez vraiment pas de quel grade la pièce a besoin, dites ce que fait la pièce, « cette platine est la face de verrouillage », et tout atelier compétent vous le dira. Envoyez le plan et nous le signalerons avant qu’il soit chiffré.

Composition et propriétés

	Grade 2 (Ti CP)	Grade 5 (Ti-6Al-4V)
Composition	Titane commercialement pur	6 % d’aluminium, 4 % de vanadium
Limite d’élasticité	~275 MPa	~830 MPa
Résistance à la traction	~345 MPa	~900 MPa
Dureté	~80 HRB	~36 HRC
Masse volumique	4,51 g/cm3	4,43 g/cm3
Usinabilité	Meilleure	Plus difficile, plus d’usure d’outil
Saturation d’anodisation	Plus profonde	Plus plate
Coût relatif	Légèrement inférieur	Légèrement supérieur

L’écart de résistance est le point principal : le grade 5 est environ trois fois plus résistant en limite d’élasticité. C’est pourquoi il apparaît partout où un filetage, un ressort ou une face de verrouillage encaisse une charge.

Notez que la masse volumique est essentiellement la même. Choisir le grade 5 n’allège pas une pièce : cela permet à la même pièce d’être plus fine pour la même résistance, ce qui est différent et mérite d’être formulé correctement dans les textes produit.

Différences d’usinage en pratique

Les deux sont lents comparés à l’aluminium, pour la même raison : la faible conductivité thermique du titane fait que la chaleur reste dans la zone de coupe au lieu de partir avec le copeau. C’est ce qui limite la vitesse de coupe et tue les outils.

Le grade 5 est pire que le grade 2 sur les deux points. Attendez-vous à des cycles plus longs et à une durée de vie d’outil plus courte, ce qui est un vrai coût sur une petite série puisque l’outillage est amorti sur peu de pièces.

Exigences pratiques dans les deux cas : porte-pièce rigide, outils affûtés, arrosage généreux, et aucun temps d’arrêt dans la matière. Un outil qui frotte au lieu de couper écrouit la surface, et la passe suivante coupe une matière plus dure.

Les ateliers qui usinent du titane chaque semaine maîtrisent cela. Ceux qui ne le font pas produiront une finition de moindre qualité, chiffreront un cycle plus long, ou les deux. C’est une question légitime à poser directement.

Le grippage

Titane contre titane grippe facilement : les surfaces se soudent à froid sous charge et se déchirent. Cela compte pour tout assemblage fileté manœuvré régulièrement : un capuchon de stylo, une culasse de lampe, un pivot de couteau avec une bague en titane.

Le grade 5 y résiste mieux que le grade 2, une raison de plus de réaliser les filetages en grade 5. Une atténuation complète passe par l’anodisation des deux moitiés, l’introduction d’une matière dissemblable, ou l’acceptation d’une usure visible du filetage. Voir filetages de lampe torche et usinage de stylos en titane.

Disponibilité au Vietnam

Les plaques et barres en grade 5 aux dimensions courantes sont couramment en stock. Le grade 2 est disponible mais dans une gamme d’épaisseurs plus étroite, et les sections inhabituelles dans l’un ou l’autre grade peuvent entraîner un délai matière de deux à trois semaines.

Si votre design dépend d’une épaisseur de plaque précise, signalez-le dans la demande de devis. Le délai matière est souvent le poste le plus long d’un planning EDC et il reste invisible tant que personne ne le vérifie.

Autres grades que vous pouvez rencontrer

Le grade 1 est plus doux et plus formable que le grade 2, et s’anodise de façon similaire. Rarement en stock pour ce type de travail.

Le grade 9 (Ti-3Al-2.5V) se situe entre le 2 et le 5 : plus résistant que le grade 2, plus facile à travailler que le grade 5. Courant en tube, parfois utile pour un corps de stylo.

Le grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) est la version médicale à très faible teneur en interstitiels du grade 5. Plus cher, sans bénéfice pour l’EDC. Ne le spécifiez pas par accident.

FAQ

Quel grade pour une plaquette de couteau ? L’un ou l’autre. Le grade 5 si elle porte le verrouillage ou reçoit des vis sous charge ; le grade 2 s’il s’agit d’un panneau de couverture côté visible dont la couleur d’anodisation est tout l’intérêt.

Puis-je anodiser le grade 5 des mêmes couleurs que le grade 2 ? Les mêmes teintes, moins saturées. Côte à côte, la différence est visible. Voir couleurs d’anodisation du titane.

Le grade 5 est-il beaucoup plus cher ? La matière est modérément plus chère ; l’usinage est nettement plus lent. Aux petites tailles de série, le réglage domine dans les deux cas : l’écart total est donc souvent de cinq à douze pour cent, et non le grand écart que l’on imagine.

Le titane nécessite-t-il un traitement thermique ? Non, pas pour un usage EDC. Il arrive dans l’état voulu. Voir traitement thermique des pièces EDC pour les nuances qui en ont besoin.

Le titane est-il hypoallergénique ? Le titane est largement utilisé dans les implants et les bijoux corporels et il est bien toléré. Le grade 5 contient de l’aluminium et du vanadium, ce qui explique l’existence du grade 23 pour les implants médicaux ; ce n’est pas une considération pour un objet porté en poche.

Que dois-je écrire sur le plan ? Le grade, explicitement : « Ti-6Al-4V (grade 5) » ou « Ti CP grade 2 ». Jamais simplement « titane ». Envoyez le plan et si le grade ne convient pas à ce que fait la pièce, nous vous le dirons avant le chiffrage.