Titaan VS aluminium, vir CNC-bewerkingsprojek

Titaan VS aluminium, vir CNC-bewerkingsprojek

By die keuse van 'n liggewig dog hoë-sterkte materiaal vir jou CNC bewerking projek, titanium en aluminium moet die eerste dinge wees wat by jou opkom. Dieselfde is waar, beide titanium en aluminium het uitstekende sterkte-tot-gewig-verhoudings, is bestand teen korrosie en hitte, en het bewys dat dit indrukwekkend veelsydig is vir pasgemaakte onderdele of prototipes in verskeie industrieë. Om jou te help om die keuse te maak wat jy wil hê, sal ons 'n omvattende vergelyking van die verskille tussen titanium en aluminium doen.

Wat is titanium?

Titaan is 'n sterk, liggewig metaalmateriaal met 'n silwer glans, hoë sterkte, goeie termiese geleidingsvermoë en goeie korrosiebestandheid. Ongelukkig is titanium moeilik om te suiwer en CNC-meul, CNC-draai, wat dit duurder maak as baie ander metale. Titaan is sterker as gewone sagte staal en twee keer so sterk as swak aluminiumlegerings, maar weeg 45% minder as sagte staal en 60% swaarder as aluminium. Omdat titaan sterker is, is minder titaan nodig per eenheid sterkte. Die smeltpunt van titanium is 1668°C, en sy atoomradius is 147 mikron. Dit het 'n sterk legeringsvermoë met yster, vanadium, molibdeen en ander metale. Titaan is ook nie-magneties en nie-giftig, is 'n swak geleier van elektrisiteit en het 'n lae tempo van termiese uitsetting. Hoë bioversoenbaarheid is ook 'n kenmerkende kenmerk van titanium, wat beteken dat dit 'n uitstekende materiaal maak vir mediese toestelle soos knievervangings, pasaangeërs, skedelplate, tandheelkundige inplantings en meer. Daarbenewens het titanium 'n hoë mate van korrosiebestandheid, wat dit wyd in chemiese en mariene toepassings maak.

Graad 5 - Ti-6Al-4V.

In die meeste gevalle word titaan in verskeie velde in die vorm van titaniumlegerings gebruik. Titaanlegerings is metale wat 'n mengsel van titanium en ander chemiese elemente bevat. Hierdie titaniumlegering het baie hoë treksterkte, taaiheid, ligte gewig, uitstekende korrosiebestandheid en die vermoë om uiterste temperature te weerstaan.

Graad 2 titanium legering

Graad 2 titanium legering. Graad 2 titanium allooie het uitstekende koue vormbaarheid, sweisbaarheid en het uitstekende weerstand teen oksidasie en korrosie. Graad 2-titanium-legerings is die voorkeurkeuse vir baie toepassings, insluitend lugvaart, motor, chemiese verwerking en chloraatvervaardiging, ontsouting en meer.

Graad 5 (Ti-6Al-4V)

Graad 5 - Ti-6Al-4V.

Graad 5 – Ti-6Al-4V. Graad 5 is die mees gebruikte titaniumlegering, wat verantwoordelik is vir meer as 50% van die wêreldwye titaanverbruik. Dit is 'n α+β-legering wat bestaan ​​uit 6% aluminium, 4% vanadium, 0.25% (maksimum) yster, 0.2% (maksimum) suurstof, Ongeveer 90% titaansamestelling. Aangesien Ti-6Al-4V hittebehandel kan word, is die sterkte, korrosiebestandheid, sweisbaarheid en bewerkbaarheid daarvan beter as kommersiële suiwer titanium (graad 1-4), en dit kan toegepas word in 'n omgewing van 400 grade Celsius. Ti-6Al-4V word wyd gebruik in verskeie velde, insluitend: vliegtuigturbines, enjinkomponente, vliegtuigstruktuurkomponente, lugvaartbevestigingsmiddels, hoëprestasie-outomatiseringsonderdele, mariene, ens.

titanium-legering

Wat is aluminium?

Aluminium is 'n betroubare, sterk, nie-magnetiese en rekbare liggewigmetaal met 'n goeie gewig-tot-sterkte-verhouding, goeie korrosiebestandheid en hoë breuktaaiheid. Aluminium het 'n silwerwit voorkoms omdat dit aan die eksterne omgewing blootgestel word en 'n dun laag aluminiumoksied op die oppervlak vorm om verdere korrosie te weerstaan. Aluminium is 'n goedkoop en maklik CNC-bewerkte metaalmateriaal wat natuurlik bestand is teen suur omgewings en maklik in alkaliese omgewings korrodeer. Aluminium is meer volop in die aarde as titanium in totaal en is maklik om te suiwer, so dit is 'n ekonomiese keuse.

Aluminium het 'n baie goeie termiese geleidingsvermoë, drie keer dié van vlekvrye staal, en is nie-giftig. Sy smeltpunt is 660 grade Celsius, wat dit 'n ideale keuse maak vir kookgerei. Dit word gewoonlik wyd gebruik in verskeie velde in die vorm van aluminiumlegering, en die legeringselemente daarvan is nie beperk tot Cu, Mn, Si, Mg, Mg+Si, Zn nie. Volgens die verhouding van legeringselemente word aluminiumlegerings in 9 reekse (Al1xxx tot Al9xxx) verdeel.

aluminium ronde 6061 t6
  • 1xxx: Geen legeringselemente nie

  • 2xxx: koper

  • 3xxx: mangaan

  • 4xxx: silikon

  • 5xxx: Magnesium

  • 6xxx: magnesium en silikon

  • 7xxx: sink, magnesium en koper

  • 8xxx: Ander elemente wat nie deur ander reekse gedek word nie

Aluminiumlegerings word wyd gebruik in lugvaart, motor, konstruksie, voedselverwerking, verpakking, elektriese en elektroniese velde, soos vliegtuigrompe, enjins, motorwiele, verkoelers, silinderblokke, krukasse en ander onderdele.

Verskil tussen titanium en aluminium

Vergelyk die verskil tussen titaniumlegering en aluminiumlegering omvattend, vind die verskil tussen titanium en aluminium uit, ons kan makliker die beste materiaal vir u CNC-bewerkingsprojek kies.

  • Elementêre samestelling.Die samestelling van legeringselemente is baie belangrik, wat sekere eienskappe van titaan- of aluminiumlegerings beïnvloed, insluitend korrosiebestandheid, hoë temperatuurweerstand, gewig, ens. Ander elemente van titaniumlegerings sluit in stikstof, waterstof, suurstof, koolstof, yster en nikkel, onder andere in bedrae tussen 0.013 en 0.5%. Ander elemente van aluminiumlegerings sluit in silikon, sink, magnesium, mangaan, koper, yster, titanium, chroom, sirkonium en dies meer.

  • Korrosieweerstand.Beide titanium en aluminium het uitstekende weerstand teen korrosie, maar titaan word oor die algemeen as meer korrosiebestand as aluminium beskou as gevolg van titaan se traagheid. Titaan is ook hoogs bioversoenbaar en het meer toepassings in die mediese industrie. Titaan se korrosiebestandheid in seewater is ook indrukwekkend, wat dit ook baie gewild maak in die mariene industrie. Aan die ander kant sal 'n laag oksiedfilm op die oppervlak van aluminiumlegering gevorm word, so dit is nie maklik om chemies met korrosiewe materiale te reageer nie, maar dit hang ook af van die chemiese stowwe, temperatuur en ander faktore in die omgewing. Wanneer 'n CNC-bewerkingsprojek korrosiebestandheid as 'n primêre oorweging het, is titanium die ideale keuse.

  • Gewoonlik gebruik ons ​​koper as die standaard vir die gelei van elektrisiteit, en die geleidingsvermoë daarvan is 100%. Titaan het 'n geleidingsvermoë van 3.1% van koper, so titaan is nie 'n goeie geleier van elektrisiteit nie, maar dit kan gebruik word om weerstande te maak. Aluminium het 'n geleidingsvermoë van 64% dié van koper, dus is aluminium 'n goeie geleier van elektrisiteit. Aluminium is ideaal as elektriese geleidingsvermoë 'n groot bekommernis vir jou CNC-bewerkingsprojek is.

  • Termiese geleidingsvermoë.Die termiese geleidingsvermoë van 'n materiaal is baie belangrik vir die maak van hitte-dissiperende dele of prototipes. Titaan het 'n termiese geleidingsvermoë van 118 BTU-in/hr-ft²-°Fm (17.0 W/mK), terwyl aluminium 'n termiese geleidingsvermoë van 1460 BTU-in/hr-ft²-°F (210 W/mK) het tien keer . Dit is hoekom aluminium dikwels gebruik word om verkoelers, hitteruilers, kombuistoestelle te maak.

  • Smeltpunt.Die temperatuur waarteen 'n metaal van vastestof na vloeistof verander, word sy smeltpunt genoem. By die smeltpunt behoort metale aan 'n ewewigstoestand van vastestof en vloeistof. Metale met laer smeltpunte is gewoonlik makliker om te vorm vir spuitgiet of ekstrusie. Titaan het 'n smeltpunt tussen 1650 – 1670 °C, wat 'n baie hoë temperatuur is. Aluminium, aan die ander kant, het 'n smeltpunt van 660.37 °C. As hittebestandheid 'n groot bekommernis vir jou CNC-bewerkingsprojek is, is titanium die ideale materiaal.

  • Die hardheid van die materiaal word oor die algemeen verwys na die Brinell-hardheidswaarde, die Brinell-hardheid van titanium is 70 HB, en die Brinell-hardheid van suiwer aluminium is 15 HB, maar die hardheid van sommige aluminiumlegerings soos 7075 en 6082 is hoër as dit. van titanium. Titaan vorm 'n baie harde titaniumoksiedlaag op die oppervlak, ideaal vir CNC-bewerkingsprojekte waar hardheid die primêre faktor is.

  • Die digtheid van titanium is 4500 kg/m 3, terwyl die digtheid van aluminium 2712 kg/m 3 is, dus per eenheid volume is titaan 60% swaarder as aluminium. Onder dieselfde fisiese krag sal minder titanium gebruik word. As sterkte-tot-gewig-verhouding 'n primêre oorweging vir jou CNC-bewerkingsprojek is, is titanium verkieslik bo aluminium. Aluminium is meer geskik as ligte gewig die primêre faktor is.

  • Beide titanium en aluminium is baie duursaam en sal vir 'n lang tyd werk. Titaan is uiters sterk, soos brilrame wat van titanium gemaak is, kan vir dekades sonder slytasie gebruik word. Beide titanium en aluminium is geskik vir die maak van pasgemaakte onderdele of prototipes vir duursaamheid. As die twee vergelyk word, is titanium meer duursaam.

  • Bewerkbaarheid Die mate waarin 'n metaal reageer op bewerkingstres, insluitend stamp, CNC-draai, CNC-frees, ens. CNC-bewerking is ideaal vir die vervaardiging van titanium- of aluminiumonderdele, tipies binne 24 uur en binne +/- 0.005 duim (0.13 mm). Maar CNC-bewerking van titaniumonderdele is dikwels uitdagend as gevolg van die opbou van titaniumspons op die hoëspoed-roterende gereedskap. CNC-bewerking van aluminium is baie maklik, en daarom is die koste van CNC-bewerking van aluminium gewoonlik baie laer as dié van titanium.

  • Die prys van titaniumlegering is hoër as dié van aluminiumlegering. Natuurlik is CNC-bewerking van titanium moeiliker en duurder, en om titanium te slyp, buig en sweis verg meer professionele kennis. Aluminium is relatief meer koste-effektief.

  • Lewer krag. Opbrengsterkte verwys na die spanning waarteen 'n materiaal permanent vervorm. Titaan het 'n vloeigrens van 170 MPa tot ongeveer 480 MPa, terwyl suiwer aluminium 'n vloeisterkte van 7 MPa tot ongeveer 11 MPa het. Die vloeisterkte van aluminiumlegerings is tussen 200 MPa en 600 MPa.

  • Trek sterkte.Die sterkste treksterkte van titaniumlegering is ongeveer 1400 MPa, terwyl dié van aluminiumlegering bo 690 MPa is.

Toepassing van titaniumlegering

Titaanlegerings word in 'n wye reeks toepassings gebruik, insluitend:

  • Lug- en ruimtevaartbedryf – gebruik om vliegtuiglandingsstelle, hidrouliese stelsels, ander kritieke strukturele komponente, ens.

  • Mediese industrie – Vervaardiging van produkte soos tandheelkundige inplantings, heupvervangings, knievervangings, chirurgiese instrumente, ens.

  • Verbruiker en Konstruksie – Vervaardiging van sportgoedere, brilrame, fiets (bergfiets, renmotor, ens.) onderdele, vuurwapens, ens.

  • Industrial Aansoeke – Vervaardiging van kleppe, hitteruilers, sputterteikens, prosesvate, ens.

  • Mariene en Lugvaart (landingsgereedskap, brandmure, kritieke strukturele komponente, hidrouliese stelsels.

  • Jewelry (horlosies, ringe, halssnoere, ens.).

Toepassing van aluminiumlegering

  • Kragstelsels – geleierlegerings, kragopwekkers, motortransformators, ens.

  • Verbruikersgoedere – huishoudelike items soos kookgerei en meubels.

  • Masjinerie en toerusting – gereedskap, pype en ander werkmateriaal.

  • Vervoer (vliegtuie, treinwaens, fietse, motors, vragmotors, skepe, ruimtetuie, ens.)

  • Verpakking (blikke, rame, foelie)

  • Bou en konstruksie (vensters, sylyn, dakke, deure, geboubedrading, omhulsel, ens.)

Moet jy titanium of aluminium gebruik?

Titaan en aluminium is twee belangrike metaalmateriale vir die vervaardiging van CNC-pasgemaakte onderdele en prototipes, en hul eienskappe maak dit 'n veelsydige keuse vir baie verskillende bedryfstoepassings. Hierdie artikel vergelyk die verskillende eienskappe van titanium en aluminium, oorweeg asseblief verskeie faktore tussen die keuse van die twee materiale. Vir meer hulp is DDPROTOTYPE altyd gereed om konstruktiewe inligting te verskaf.

Maak ons ​​wanopvattings reg

Mite: "Titanium is baie ligter as aluminium."

Jammer, hierdie mening is verkeerd, as ons na die materiaaldigtheid kyk, is Titanium se 4.5 g/cc-digtheid eintlik 50% swaarder as Aluminium se 3.0 g/cc.

Mite: "Titanium is sterker as aluminium."

Dit hang van die legeringstipe af, maar 7075-T6-aluminium het amper twee keer die sterkte-tot-gewig-verhouding van graad 2-titanium.

Mite: "Aluminium is sleg vir die omgewing"

Titaan gee meer as 3 keer die hoeveelheid koolstofdioksied uit as aluminium tydens materiaalvervaardiging, vervoer en konstruksie.

Mite: "Aluminium is skadelik vir mense."

Dit is onbetroubare inligting wat sedert die 60's versprei is. Trouens, 60 persent van die potte en panne wat elke jaar in die VSA verkoop word, word van aluminium gemaak, en die FDA berig dat die hoeveelheid aluminium wat in voedsel ingaan aansienlik laer is as die hoeveelheid wat natuurlik in voedsel voorkom. Plus, hard-geanodiseerde aluminium voeg 'n uiters taai, duursame afwerking by die ongerepte afwerking vir beter voorkoms en veiligheid.