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 Titane ou Zicral ?

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Matiouchka

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MessageSujet: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 2:07

Bonjour à tous,

Bon, je me lance... premier topic...

J'ai pour projet irrationnel mais Ô combien passionnant de réaliser une moto parfaite (= la mienne...) sur la base d'une VTR SP1.

Mon ambition démesurée s'est fixé l'objectif de réduire drastiquement le poids de l'engin sans trop toucher au moteur, afin de ne pas changer son caractère ni diminuer sa fiabilité. C'est donc sur la partie cycle que se concentrent mes efforts, pour l'instant.

Ainsi, cela fait maintenant quelques mois que je cherche un tourneur-fraiseur capable de réaliser des pièces en titane pour remplacer celles en acier, à savoir :
- Axes de roues av. et arr. ;
- Axes de fixation moteur ;
- Vis de fixation moteur et vis de calage ;
- Entretoises de BO ;
- Entretoises de biellette et vis de biellette ;
- Tous les écrous et contre-écrous qui vont avec les précédents...

Et aujourd'hui, j'apprends que des alliages d'aluminium (les déclinaisons du 7075, "Zicral") possèdent des propriétés mécaniques similaires à l'acier, à tel point que j'ai même vu une prépa de CBR 600 PC25 avec des axes taillés masse dans un tel alliage.

Donc, après quelques nouvelles lectures, voici où j'en suis de mon raisonnement :
- Globalement, les propriétés mécaniques des alliages d'alu sont dégradées avec la chaleur, et l'alu se dilate bien plus que l'acier ou le titane : du coup, pour tous les éléments soumis à une chauffe notable (donc tout ce qui sert à tenir le moteur), pas d'alu !
- Par contre, tous les éléments qui sont certes sollicités mais pas soumis à des montées de températures autres que celles éventuellement liées aux frottement, là je peux mettre du Zicral (encore plus léger :)).
Pour éviter tout risque d'abrasion, je compte faire traiter les pièces en alu (WS², [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]) avec d'avoir un état de surface trèèèèèès dur, qui en plus aura l'avantage de réduire considérablement les frottements, donc la chaleur, donc la déformation de la pièce, etc.

Outre un poids encore plus faible que le titane, le Zicral présente l'avantage d'être aussi beaucoup moins cher, et apparemment beaucoup plus facile à usiner :)

Donc, je cherche à savoir si certains d'entre vous sont spécialisés en métallurgie / matériaux, pour me confirmer dans cette voie ou me signaler que je me plante, ou encore prodiguer maints conseils savants et explications fournies (ou sites de référence que je n'ai pas trouvé).
Parce que je cherche, je trouve pleins de truc, mais au final j'ai beau connaître les différentes caractéristiques des matériaux, je ne sais pas si une variation de "1" sur la ductilité ou la dureté est importante/grave/négligeable par rapport à mes besoins.

Pour aller plus loin, si en plus certains avaient des références de tourneur-fraiseur qui puisse réaliser ce genre de boulot... je suis preneur :)
Parce que ça semble tellement compliqué à usiner (le titane) que soit les tourneurs approchés me disent ne pas avoir le matériel (??), soit ils paraissent très peu motivés pour se lancer dedans, ne comprenant pas que je sois prêt à dépenser beaucoup plus un gain qui ne fera pas progresser mon chrono.

Mais le chrono, c'est pas le but !

Merci pour vos retours :)


Dernière édition par Matiouchka le Jeu 22 Aoû 2019 - 9:58, édité 1 fois
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enndewell joel

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 7:45

il faut que tu saches que tous les règlements FFM et FIM interdisent les axes en titane
Bien sûr cela concerne la course mais il doit bien y avoir une raison Titane ou Zicral ? 55116
Cordialement
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EDOUARD Jean

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 7:59

Le Titane , c' est très fragile et cassant en cas de chute , grave pour ce qui est des axes de roues , c' est la raison que ce soit interdit en compét.

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enndewell joel

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 8:08

Aussi pour information
Ont ne dit pas Zircal mais ZICRAL Titane ou Zicral ? 809262
Titane ou Zicral ? 980796
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panerai

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 8:42

Couille en barre que ces histoires de prétendue fragilité du titane..c'est juste qu'il fût un temps ou tout le monde a fait n'importe quoi..
Comme pour toutes les autres matières il existe moult nuances, du caramel mou pour l'industrie chimique (genre T30 ou T40, alias Grade1,2..) au TA6v (grade5) voir au-delà..
Le TA6v lui, fait non loin de 100Kgs de résistance, alors c'est sur le (ce) titane est solide, mais si vous descendez la toile de vos axes de roues à 5/100 ben c'est un peu fragilos.. et si en plus vous vous êtes chié sur la nuance, ben là il y a carrément le feu
Densité du titane ~ 4.4, l'alu ~ 2.7 et l'acier pas loin de 8
Donc en ne déconnant pas, en descendant un chouille les sections sur l'acier, un axe en titane fait en gros la moitié du poids (par rapport à l'acier s'entend)
CAD à peine plus que le même en alu "massif".. (les meules de trial ont des axes de roue en 7075)
Bref pour résumer : zéro soucis, le titane c'est du chien et c'est (TRÈS) solide, FONCEZ !!
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Matiouchka

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 9:57

enndewell joel a écrit:
Aussi pour information
Ont ne dit pas Zircal mais ZICRAL Titane ou Zicral ? 809262
Titane ou Zicral ? 980796

Ouch !
Merci : je ferais plus attention :)
J'ai corrigé !
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MacPepR

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 10:13

Je me permets de livrer mes observations sur le sujet.
Les axes de roues d'origine des motos japonaises sont en acier plutôt raide. Ca c'est pour leur résistance à la traction qui doit être de l'ordre de 100 à 110 kg/mm². En gros comme le TA6v.
Le Zycral/Ergal/Fortal/7075 est lui à environ 50 kg/mm².

Quand on observe l'évolution des axes de roue ou de bras oscillant depuis quelques années, on les voit grossir, grossir, ils prennent du Ø extérieur à chaque évolution. Du coup, ils sont de plus en plus résistants à la flexion. Pour contenir la masse, ils sont aussi de plus en plus creux.
Sauf que la résistance à la flexion ne dépend pas que des Ø extérieur et intérieur de l'axe. Le "module d'Young" du matériau employé y participe aussi. Et là, on observe que le titane est en gros à la moitié de la résistance de l'acier et l'alu au tiers.
Dit autrement, à dimensions égales et sous une même charge, le titane fléchira deux fois plus que l'acier et l'alu trois fois plus.

_________________
Freiner, gaazer, entier !

Eventuellement au bas d'un post : "Mac" = allumage et carburation orthographiques réglés, continue à mettre du gaz.
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Charly

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 10:45

enndewell joel a écrit:
il faut que tu saches que tous les règlements FFM et FIM interdisent les axes en titane

T'es sur ? J'ai vu une 250 Honda RS avec des axes en titane et il me semble bien qu'ils étaient d'origine.

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enndewell joel

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 10:59

Charly a écrit:
enndewell joel a écrit:
il faut que tu saches que tous les règlements FFM et FIM interdisent les axes en titane

T'es sur ? J'ai vu une 250 Honda RS avec des axes en titane et il me semble bien qu'ils étaient d'origine.


Peut-être
Mais en ce qui concerne le règlement je suis formel
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Matiouchka

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 11:23

EDOUARD Jean a écrit:
Le Titane , c' est très fragile et cassant en cas de chute , grave pour ce qui est des axes de roues , c' est la raison que ce soit interdit en compét.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

Merci pour ce lien :)
Alors je partais sur un alliage TA6v (je ne l'ai pas vu décrit sur la page), dont les caractéristiques mécaniques sont similaires - de ce que j'ai lu - à l'acier, et varient peu avec la température.

J'ai lu également que le titane posait de gros problème de friction, qui ne semblent pas résolus (https://fr.wikipedia.org/wiki/Titane). Par contre, je n'ai pas de précision si ces problèmes concernent tous les alliages, ou seulement le titane pur. Les traitements de surface semblent même contribuer à détériorer les choses au lieu de les améliorer.
J'essaierai d'avoir des retours sur le WS² : parce qu'effectivement remplacer des entretoises sur roulement par un métal plus léger... mais générant plus de frottement, c'est... bon... pas judicieux :)

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Matiouchka

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 11:26

enndewell joel a écrit:
Charly a écrit:
enndewell joel a écrit:
il faut que tu saches que tous les règlements FFM et FIM interdisent les axes en titane

T'es sur ? J'ai vu une 250 Honda RS avec des axes en titane et il me semble bien qu'ils étaient d'origine.


Peut-être
Mais en ce qui concerne le règlement je suis formel

Je confirme pour les réglement FFM en course de côte et en VMA : je savais pas que ça concernait toutes les compétitions. J'avais pensé que c'était par souci "d'égalitarisme" face au moyens parfois disparates des compétiteurs entre eux.

Cependant, pour le moto GP ou même le promosport, l'interdiction pousse effectivement à s'interroger !
Je continue la pêche aux renseignements...
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Charly

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 11:43

Matiouchka a écrit:
J'avais pensé que c'était par souci "d'égalitarisme" face au moyens parfois disparates des compétiteurs entre eux. .

Oui c'est la seule bonne raison. En y repensant, les pots des sportives sont en titane depuis des années, et les soupapes de certaines machines de cross sont également en titane.
Je serais surpris qu'il n'y ait pas de titane en Motogp...
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Matiouchka

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 11:47

Quelques pistes de trouvées ici même, à propos de chaîne en titane (ça je n'y avais pas pensé !!).
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En gros, le Ti serait interdit sur les axes pour des questions de fragilité sur certains efforts (cisaillement).
Bon, certains sont pas d'accord (cf. les échanges...) et opposent des arguments relatifs aux différents alliages disponibles, ce sur quoi je les rejoint : la fragilité au cisaillement est elle commune à tous les alliages (dont le 7075) ?
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Matiouchka

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 11:59

Charly a écrit:
Matiouchka a écrit:
J'avais pensé que c'était par souci "d'égalitarisme" face au moyens parfois disparates des compétiteurs entre eux. .

Oui c'est la seule bonne raison. En y repensant, les pots des sportives sont en titane depuis des années, et les soupapes de certaines machines de cross sont également en titane.
Je serais surpris qu'il n'y ait pas de titane en Motogp...

Alors pour le coup, les soupapes titanes, j'ai lu un peu de trucs dessus...
De manière général, il ne faut pas oublier qu'en moto GP et compétitions de haut niveau, les budgets ne sont pas ceux d'un particulier, et les objectifs conditionnent les moyens. Ainsi, puisque je parlais des chaînes, certains sont prêts à utiliser des chaînes sans joint torique pour diminuer les masses... mais ils changent de chaîne à chaque course :)

Pour les soupapes, même topo : elles s'usent bien plus vite que des soupapes acier (frottement supérieur), et réclament des changements et une surveillance constante, en plus d'être à un tarif plus qu'élevé. Un team peut s'occuper de ça, mais un particulier, moins.

J'ai été étonné en revanche d'apprendre que les ressorts en titane (notamment pour les suspensions) permettait des gains de poids par 4 : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] : "Le cas des ressorts est typique d’une bonne utilisation des propriétés du titane : comme son module de Young est deux fois plus faible que celui de l’acier, il faut deux fois moins de spires ; comme il est deux fois moins dense que l’acier, le ressort est quatre fois plus léger, et il faut deux fois moins de place pour le loger dans la suspension. Si on ajoute à cela qu’il a une durée de vie quasi illimitée, même sur les routes à haut degré de salinité, on comprend l’intérêt de l’industrie automobile.".

Pour les pots, ils ne subissent que très peu de contraintes mécanique, le titane conduit peu la chaleur et reste très léger, ce qui en fait le matériau idéal pour ce genre d'usage.
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Dan42



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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 12:42

Je "spring" sur les ressorts hélicoïdaux en titanus: 2 fois moins de spires pour la même course signifie en principe 2 fois plus d'angle de torsion du fil constituant le ressort, qu'en est-il des contraintes à la torsion admissible? çà mérite une vérif. pour être tranquille ( dia fil et dia spire identique s'entend, seule la longueur travaillante sera plus réduite).
Si je fais un ressort de flexion : une lame en cantilever, j'applique une force à l'extrémité libre, en acier la flêche sera de 20mm par ex, en Ti elle sera de 40mm environ, si je veux obtenir la même flêche je devrais augmenter l'inertie de x2 soit doubler la largeur soit augmenter l'épaisseur du rapport bxh2, dans les 2 cas augmenter la quantité de Ti par rapport à l'acier. Et on s'en dispense sur un ressort hélicoïdal?
Dans le raisonnement la limite de fatigue ne semble pas prise en compte.
Autre exemple: les bielles Titane contre modèles performants en acier ne sont pas 2 fois moins lourdes , loin s'en faut, j'avais lu des valeurs comparatives de l'ordre de 25%, ce qui est déjà bien pour ces pièces.
Dan
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Emmanuel Laurentz

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 13:26

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Emmanuel Laurentz

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 13:33

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Matiouchka

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 13:56

Dan42 a écrit:
Je "spring" sur les ressorts hélicoïdaux en titanus: 2 fois moins de spires pour la même course signifie en principe 2 fois plus d'angle de torsion du fil constituant le ressort, qu'en est-il des contraintes à la torsion admissible? çà mérite une vérif. pour être tranquille (  dia fil et dia spire identique s'entend, seule la longueur travaillante sera plus réduite).
Si je fais un ressort de flexion : une lame en cantilever, j'applique une force à l'extrémité libre, en acier la flêche sera de 20mm par ex, en Ti elle sera de 40mm environ, si je veux obtenir  la même flêche je devrais augmenter l'inertie de x2 soit doubler la largeur soit augmenter l'épaisseur du rapport bxh2, dans les 2 cas augmenter la quantité de Ti par rapport à l'acier. Et on s'en dispense sur un ressort hélicoïdal?
Dans le raisonnement la limite de fatigue ne semble pas prise en compte.
Autre exemple: les bielles Titane contre modèles performants en acier ne sont pas 2 fois moins lourdes , loin s'en faut, j'avais lu des valeurs comparatives de l'ordre de 25%, ce qui est déjà bien pour ces pièces.
Dan

Effectivement, les bielles ne sont pas 2 fois moins lourdes :
- D'une part parce que le titane ne rend que 40% à l'acier ;
- D'autre part parce que justement moins résistants que les meilleurs acier, le titane fatiguera plus, notamment - de ce que j'ai lu - en élongation : un embiellage en titane réclamera ainsi beaucoup plus de contrôle qu'un classique. Du coup pour limiter ça, les bielles sont généralement plus "chargées" : au final on s'y retrouve quand même (25%, ça reste intéressant pour un système en rotation rapide :)), mais encore une fois avec un budget et des contraintes qu'un particulier - en tout cas moi ^^ - n'a pas les moyens d'assumer.

Concernant les ressorts, de ce que j'avais compris de la phrase c'est que justement, l'intérêt de les avoir en titane est de ne pas avoir la même course (encombrement inférieur) tout en ayant le même effet.
Ceci dit... j'ai probablement compris de traviole : car si l'on diminue la course de l'amortisseur, on limite son efficacité sur les grosses déformation de surface !
Par contre je pige pas trop le point sur l'angle de torsion : si tu diminues le nombre de spire, à course égale ça veut dire que ton fil fera moins de "tours" : donc un angle de torsion inférieur, non ?
Et oui, le point sur la fatigabilité du ressort semble cohérent avec les limites du titane exposées dans l'exemple de la bielle.

Bon, faut que j'aille voir (et comprendre...) les liens !

Merci à tous pour votre réactivité en tout cas, c'est chouette :)
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Matiouchka

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 14:15

Et d'ailleurs, moi qui hésitais entre Zicral et Titane... En fait tout est interdit !
"Ili est interdit d'employer du titane dans la fabrication du cadre, de la fourche avant, du guidon,des bras oscillants, des axes de bras et axes de roues. Pour les axes de roues, il est également interdit d'utiliser des alliages légers. L'emploi d'écrous et de boulons en alliage de titane est autorisé"

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Dernière édition par Matiouchka le Jeu 22 Aoû 2019 - 18:19, édité 1 fois
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Charly

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 14:21

Matiouchka a écrit:
certains sont prêts à utiliser des chaînes sans joint torique pour diminuer les masses... mais ils changent de chaîne à chaque course :)

Nan, la masse des joints on s'en fout un peu. Titane ou Zicral ? 998726
Par contre le frottement absorbe beaucoup d'energie, de mémoire 2-3cv de perdus au banc pour une 600 sportive entre une grosse chaine de route et une chaine racing sans joints.
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Dan42



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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 15:47

Bon pour l'angle de torsion: 2 fois moins de spires = 2 fois moins de longueur de la "barre de torsion", à course égale par ailleurs, sinon quel intérêt , il faut faire la même course oû le même angle de torsion sur 1/2 longueur dans le cas du Ti, soit 2 fois plus sur la même longueur que le modèle acier ( angle de torsion par unité de longueur).
Il n'est pas surprenant que tu ne trouves pas facilement des usineurs pour faire ce genre de "quincaillerie" ( visserie, axes longs et maigres), vu le temps de fabrication ils n'oseront jamais te présenter la note en regard de la valeur des pièces. Une vis de M10x30 tombe en série en quelques secondes, au tour + fraisage du 6 pans: un peu moins d'une heure j'imagine? avec du filetage taillé moins costaud que les filets roulés de série; imaginons un axe ( fixation moteur) dia 10 long260 avec une tête hexa de 14 sur plat et collet d'appui dia 18, à tailler dans une barre de 18 ou 20 suivant dispo, sur un tour // standard, du sport pour faire le tournage du corps sans flexion. Tout se fait, il y a des artistes en usinage ( on en connait), mais difficultés= temps= coût; c'est valable pour quelqu'un qui fait lui même sans compter son temps, le prix de la matière est autre chose, quand on aime.....
Quoi que, avec du Titane il y a intérêt à calculer les débits matière au plus juste car les chutes se payent plein carat.Titane ou Zicral ? 809262
Dan
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fd-racing

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 16:09

Dan42 a écrit:
.......
Autre exemple: les bielles Titane contre modèles performants en acier ne sont pas 2 fois moins lourdes , loin s'en faut, j'avais lu des valeurs comparatives de l'ordre de 25%, ce qui est déjà bien pour ces pièces.
Dan

Effectivement la conception d'une bielle en titane ne permet pas un gain massif en poids 25/30 % tout au plus , il y à quelques années j'avais fait fabriquer une série de bielle en TA6V pour Honda XR650R  , j'avais gagné
une centaine de grammes  de mémoire , pas de quoi fouetter un chat !!

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.
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enndewell joel

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 17:14

Hé 100g à 10 000tours voir plus moins je prends de suite
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Noël

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 18:22

Dan42 a écrit:
...
imaginons un axe ( fixation moteur) dia 10 long260 avec une tête hexa de 14 sur plat et collet d'appui dia 18, à tailler dans une barre de 18 ou 20
...
Quoi que, avec du Titane il y a intérêt à calculer les débits matière au plus juste car les chutes se payent plein carat.Titane ou Zicral ? 809262
Dan

Je ne pense pas que qqn - sauf impératif de montage/démontage - se lance à tailler un axe de 10 dans un barreau de 18 ou 20, rien que pour avoir une tête avec un collet d'appui.
Ca me semblerait plus malin de prendre cet axe dans une barre diam.10 (au moins, ça, c'est tout fait), et de le fileter à chaque bout pour recevoir un écrou à embase.
De toute façon, il faudra un écrou, et à l'autre bout, quelle différence - même de poids - entre une tête et un écrou, sinon que - comme tu dis, "avec du Titane il y a intérêt à calculer les débits matière au plus juste car les chutes se payent plein carat" ...
Enfin ... il me semble !
Maintenant, si le cas envisagé est un vissage, et non un boulonnage, évidemment c'est différent.


Dernière édition par Noël le Jeu 22 Aoû 2019 - 18:26, édité 1 fois
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Matiouchka

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MessageSujet: Re: Titane ou Zicral ?   Titane ou Zicral ? Icon_minitimeJeu 22 Aoû 2019 - 18:25

Charly a écrit:
Matiouchka a écrit:
certains sont prêts à utiliser des chaînes sans joint torique pour diminuer les masses... mais ils changent de chaîne à chaque course :)

Nan, la masse des joints on s'en fout un peu. Titane ou Zicral ? 998726
Par contre le frottement absorbe beaucoup d'energie, de mémoire 2-3cv de perdus au banc pour une 600 sportive entre une grosse chaine de route et une chaine racing sans joints.

Oui, j'ai fait un raccourci un peu rapide : c'est parce que les chaines sans joint ne sont pas en 535, mais bien plus fines : donc c'est autant de masse en moins, donc une meilleure transmission de la puissance à la roue, effectivement :)

Sur ma VTR, le kit alu 520 (mais avec joints) m'a fait gagné près d'1kg !
Et au banc, avec une toute petite prépa, je suis passé de 111ch à la roue à ... un bon 126 ! Le changement de transmission a forcément joué, pour gagner autant.
Mais de mémoire, c'est pas tant l'absence des joints que la diminution de la largeur, qui diminue d'autant les frottements. Pour le coup, je ne sais pas mais il me semble qu'une chaîne sans joint devrait être encore plus fine (donc plus légère) qu'une 520, non ?
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