Titanium VS Aluminium, Untuk Proyek permesinan CNC

Titanium VS Aluminium, Untuk Proyek permesinan CNC

Saat memilih bahan yang ringan namun berkekuatan tinggi untuk Anda Mesin CNC proyek, titanium dan aluminium harus menjadi hal pertama yang terlintas dalam pikiran. Hal yang sama juga berlaku, baik titanium maupun aluminium memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang sangat baik, tahan terhadap korosi dan panas, dan telah terbukti sangat serbaguna untuk suku cadang atau prototipe khusus di berbagai industri. Untuk membantu Anda membuat pilihan yang Anda inginkan, kami akan melakukan perbandingan menyeluruh tentang perbedaan antara titanium dan aluminium.

Apa itu titanium?

titanium adalah bahan logam yang kuat dan ringan dengan kilau keperakan, kekuatan tinggi, konduktivitas termal yang baik, dan ketahanan korosi yang baik. Sayangnya titanium sulit untuk dimurnikan dan pabrik CNC, CNC berputar, membuatnya lebih mahal daripada banyak logam lainnya. Titanium lebih kuat dari baja ringan biasa dan dua kali lebih kuat dari paduan aluminium lemah, namun beratnya 45% lebih ringan dari baja ringan dan 60% lebih berat dari aluminium. Karena titanium lebih kuat, lebih sedikit titanium yang dibutuhkan per satuan kekuatan. Titik leleh titanium adalah 1668°C, dan jari-jari atomnya adalah 147 mikron. Ini memiliki kemampuan paduan yang kuat dengan besi, vanadium, molibdenum dan logam lainnya. Titanium juga non-magnetik dan tidak beracun, merupakan konduktor listrik yang buruk, dan memiliki tingkat ekspansi termal yang rendah. Biokompatibilitas yang tinggi juga merupakan fitur yang membedakan titanium, yang berarti membuat bahan yang sangat baik untuk perangkat medis seperti penggantian lutut, alat pacu jantung, pelat tengkorak, implan gigi, dan lainnya. Selain itu, titanium memiliki tingkat ketahanan korosi yang tinggi, membuatnya banyak digunakan dalam aplikasi kimia dan kelautan.

Kelas 5 - Ti-6Al-4V.

Dalam kebanyakan kasus, titanium digunakan di berbagai bidang dalam bentuk paduan titanium. Paduan titanium adalah logam yang mengandung campuran titanium dan unsur kimia lainnya. Paduan titanium ini memiliki kekuatan tarik yang sangat tinggi, ketangguhan, bobot yang ringan, ketahanan korosi yang sangat baik, dan kemampuan menahan suhu ekstrem.

paduan titanium kelas 2

paduan titanium kelas 2. Paduan titanium kelas 2 memiliki kemampuan bentuk dingin yang sangat baik, kemampuan las dan memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap oksidasi dan korosi. Paduan titanium kelas 2 adalah pilihan yang lebih disukai untuk banyak aplikasi termasuk dirgantara, otomotif, pemrosesan kimia dan pembuatan klorat, desalinasi, dan lainnya.

Tingkat 5 (Ti-6Al-4V)

Kelas 5 - Ti-6Al-4V.

Kelas 5 – Ti-6Al-4V. Grade 5 adalah paduan titanium yang paling umum digunakan, terhitung lebih dari 50% dari konsumsi titanium global. Ini adalah paduan α + β yang terdiri dari 6% aluminium, 4% vanadium, 0.25% (maksimum) besi, 0.2% (maksimum) oksigen, sekitar 90% komposisi titanium. Karena Ti-6Al-4V dapat diberi perlakuan panas, kekuatan, ketahanan korosi, kemampuan las, dan kemampuan mesinnya lebih unggul daripada titanium murni komersial (kelas 1-4), dan dapat diterapkan di lingkungan 400 derajat Celcius. Ti-6Al-4V banyak digunakan di berbagai bidang, antara lain: turbin pesawat terbang, komponen mesin, komponen struktural pesawat terbang, pengencang dirgantara, suku cadang otomasi berkinerja tinggi, kelautan, dll.

paduan titanium

Apa itu Aluminium?

Aluminium adalah logam ringan yang andal, kuat, non-magnetik, dan ulet dengan rasio berat-ke-kekuatan yang baik, ketahanan korosi yang baik, dan ketangguhan retak yang tinggi. Aluminium memiliki penampilan putih keperakan karena terkena lingkungan luar dan membentuk lapisan tipis aluminium oksida di permukaan untuk menahan korosi lebih lanjut. Aluminium adalah bahan logam mesin CNC yang murah dan mudah yang secara alami tahan terhadap lingkungan asam dan mudah terkorosi di lingkungan basa. Aluminium lebih melimpah di bumi daripada total titanium dan mudah dimurnikan, sehingga merupakan pilihan yang ekonomis.

Aluminium memiliki konduktivitas termal yang sangat baik, tiga kali lipat dari baja tahan karat, dan tidak beracun. Titik leburnya adalah 660 derajat Celcius, menjadikannya pilihan ideal untuk peralatan memasak. Biasanya banyak digunakan di berbagai bidang dalam bentuk paduan aluminium, dan elemen paduannya tidak terbatas pada Cu, Mn, Si, Mg, Mg+Si, Zn. Menurut rasio elemen paduan, paduan aluminium dibagi menjadi 9 seri (Al1xxx hingga Al9xxx).

aluminium bulat 6061 t6
  • 1xxx: Tidak ada elemen paduan

  • 2xxx: Tembaga

  • 3xxx: mangan

  • 4xxx: silikon

  • 5xxx: Magnesium

  • 6xxx: magnesium dan silikon

  • 7xxx: seng, magnesium, dan tembaga

  • 8xxx: Elemen lain yang tidak tercakup oleh seri lain

Paduan aluminium banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, otomotif, konstruksi, pengolahan makanan, pengemasan, listrik dan elektronik, seperti badan pesawat, mesin, roda otomotif, radiator, blok silinder, poros engkol, dan bagian lainnya.

Perbedaan Antara Titanium dan Aluminium

Bandingkan secara komprehensif perbedaan antara paduan titanium dan paduan aluminium, cari tahu perbedaan antara titanium dan aluminium, kita dapat lebih mudah memilih bahan terbaik untuk proyek pemesinan CNC Anda.

  • Komposisi unsur.Komposisi elemen paduan sangat penting, yang mempengaruhi sifat tertentu dari paduan titanium atau aluminium, termasuk ketahanan korosi, ketahanan suhu tinggi, berat, dll. Elemen lain dari paduan titanium termasuk nitrogen, hidrogen, oksigen, karbon, besi, dan nikel, antara lain dalam jumlah antara 0.013 dan 0.5%. Elemen lain dari paduan aluminium termasuk silikon, seng, magnesium, mangan, tembaga, besi, titanium, kromium, zirkonium, dan sejenisnya.

  • Tahan korosi.Baik titanium dan aluminium memiliki ketahanan korosi yang sangat baik, tetapi titanium umumnya dianggap lebih tahan korosi daripada aluminium karena kelembaman titanium. Titanium juga sangat biokompatibel dan memiliki lebih banyak aplikasi dalam industri medis. Selain itu, ketahanan korosi titanium dalam air laut sangat mengesankan, membuatnya juga sangat populer di industri kelautan. Di sisi lain, lapisan film oksida akan terbentuk pada permukaan paduan aluminium, sehingga tidak mudah bereaksi secara kimiawi dengan bahan korosif, tetapi juga tergantung pada bahan kimia, suhu, dan faktor lain di lingkungan. Ketika proyek pemesinan CNC memiliki ketahanan terhadap korosi sebagai pertimbangan utama, titanium adalah pilihan yang ideal.

  • Biasanya, kami menggunakan tembaga sebagai standar untuk menghantarkan listrik, dan konduktivitasnya 100%. Titanium memiliki konduktivitas 3.1% dari tembaga, sehingga titanium bukanlah penghantar listrik yang baik, tetapi dapat digunakan untuk membuat resistor. Aluminium memiliki konduktivitas 64% dari tembaga, sehingga aluminium adalah konduktor listrik yang baik. Aluminium sangat ideal jika konduktivitas listrik menjadi perhatian utama untuk proyek pemesinan CNC Anda.

  • Konduktivitas termal.Konduktivitas termal suatu bahan sangat penting untuk membuat bagian atau prototipe penghilang panas. Titanium memiliki konduktivitas termal 118 BTU-in/hr-ft²-°Fm (17.0 W/mK), sedangkan aluminium memiliki konduktivitas termal 1460 BTU-in/hr-ft²-°F (210 W/mK) sepuluh kali lipat . Inilah mengapa aluminium sering digunakan untuk membuat radiator, penukar panas, peralatan dapur.

  • Titik lebur.Suhu di mana logam berubah dari padat menjadi cair disebut titik lelehnya. Pada titik leleh, logam termasuk dalam keadaan kesetimbangan padat dan cair. Logam dengan titik leleh yang lebih rendah biasanya lebih mudah dibentuk untuk cetakan injeksi atau ekstrusi. Titanium memiliki titik leleh antara 1650 – 1670 °C, yang merupakan suhu yang sangat tinggi. Aluminium, sebaliknya, memiliki titik leleh 660.37 °C. Jika ketahanan panas menjadi perhatian utama untuk proyek pemesinan CNC Anda, titanium adalah bahan yang ideal.

  • Kekerasan material umumnya mengacu pada nilai kekerasan Brinell, kekerasan Brinell titanium adalah 70 HB, dan kekerasan Brinell aluminium murni adalah 15 HB, tetapi kekerasan beberapa paduan aluminium seperti 7075 dan 6082 lebih tinggi dari itu. dari titanium. Titanium membentuk lapisan titanium oksida yang sangat keras di permukaan, ideal untuk proyek pemesinan CNC di mana kekerasan adalah faktor utamanya.

  • Massa jenis titanium adalah 4500 kg/m 3 , sedangkan massa jenis aluminium adalah 2712 kg/m 3 , jadi per satuan volume, titanium 60% lebih berat dari aluminium. Di bawah kekuatan fisik yang sama, lebih sedikit titanium yang akan digunakan. Jika rasio kekuatan-terhadap-berat merupakan pertimbangan utama untuk proyek pemesinan CNC Anda, titanium lebih disukai daripada aluminium. Aluminium lebih cocok jika bobot ringan adalah faktor utamanya.

  • Titanium dan aluminium sangat tahan lama dan akan bekerja untuk waktu yang lama. Titanium sangat kuat, seperti bingkai kacamata yang terbuat dari titanium, dapat digunakan selama puluhan tahun tanpa keausan. Baik titanium dan aluminium cocok untuk membuat suku cadang atau prototipe khusus untuk daya tahan. Jika keduanya dibandingkan, titanium lebih tahan lama.

  • Machinability Tingkat respons logam terhadap tekanan pemesinan, termasuk pengecapan, pembubutan CNC, penggilingan CNC, dll. Pemesinan CNC sangat ideal untuk membuat komponen titanium atau aluminium, biasanya dalam 24 jam dan dalam jarak +/- 0.005 inci (0.13 mm). Tetapi bagian titanium pemesinan CNC sering kali menantang karena penumpukan serpihan titanium pada alat putar berkecepatan tinggi. Pemesinan aluminium CNC sangat mudah, oleh karena itu biaya pemesinan aluminium CNC biasanya jauh lebih rendah daripada titanium.

  • Harga paduan titanium lebih tinggi dari pada paduan aluminium. Tentu saja, titanium pemesinan CNC lebih sulit dan mahal, dan titanium gerinda, pembengkokan, dan pengelasan membutuhkan pengetahuan yang lebih profesional. Aluminium relatif lebih hemat biaya.

  • Kekuatan hasil. Kekuatan luluh mengacu pada tekanan di mana suatu material berubah bentuk secara permanen. Titanium memiliki kekuatan luluh 170 MPa hingga sekitar 480 MPa, sedangkan aluminium murni memiliki kekuatan luluh 7 MPa hingga sekitar 11 MPa. Kekuatan luluh paduan aluminium adalah antara 200 MPa dan 600 MPa.

  • Kekuatan tekanan.Kekuatan tarik terkuat paduan titanium sekitar 1400 MPa, sedangkan paduan aluminium di atas 690 MPa.

Penerapan paduan titanium

Paduan titanium digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk:

  • Industri dirgantara – digunakan untuk memproduksi roda pendarat pesawat, sistem hidrolik, komponen struktural penting lainnya, dll.

  • Industri medis – Pembuatan produk seperti implan gigi, penggantian pinggul, penggantian lutut, instrumen bedah, dll.

  • Konsumen dan Konstruksi – Industri alat olah raga, bingkai kacamata, suku cadang sepeda (sepeda gunung, mobil balap, dll.), senjata api, dll.

  • Aplikasi industri – Pembuatan katup, penukar panas, target sputtering, bejana proses, dll.

  • Kelautan dan Luar Angkasa (roda pendarat, firewall, komponen struktural penting, sistem hidrolik.

  • Perhiasan (jam tangan, cincin, kalung, dll).

Aplikasi paduan aluminium

  • Sistem tenaga - paduan konduktor, generator, transformator motor, dll.

  • Barang konsumen – barang-barang rumah tangga seperti peralatan memasak dan furnitur.

  • Mesin dan peralatan – perkakas, pipa dan bahan kerja lainnya.

  • Transportasi (pesawat terbang, kereta api, sepeda, mobil, truk, kapal laut, pesawat ruang angkasa, dll.)

  • Pengemasan (kaleng, bingkai, foil)

  • Bangunan dan konstruksi (jendela, dinding, atap, pintu, kabel bangunan, selubung, dll.)

Haruskah Anda menggunakan titanium atau aluminium?

Titanium dan aluminium adalah dua bahan logam penting untuk pembuatan suku cadang dan prototipe khusus CNC, dan sifat mereka menjadikannya pilihan serbaguna untuk banyak aplikasi industri yang berbeda. Artikel ini membandingkan perbedaan sifat titanium dan aluminium, harap pertimbangkan berbagai faktor antara memilih kedua bahan tersebut. Untuk bantuan lebih lanjut, DDPROTOTYPE selalu siap memberikan informasi yang konstruktif.

Perbaiki kesalahpahaman kita

Mitos: “Titanium jauh lebih ringan daripada aluminium.”

Maaf pendapat ini kurang tepat, jika kita lihat dari massa jenis materialnya, maka massa jenis Titanium 4.5 g/cc sebenarnya 50% lebih berat dari Aluminium 3.0 g/cc.

Mitos: “Titanium lebih kuat dari aluminium.”

Itu tergantung pada jenis paduannya, tetapi aluminium 7075-T6 memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat hampir dua kali lipat dari titanium kelas 2.

Mitos: “Aluminium buruk bagi lingkungan”

Titanium memancarkan lebih dari 3 kali jumlah karbon dioksida daripada aluminium selama pembuatan material, transportasi, dan konstruksi.

Mitos: “Aluminium berbahaya bagi manusia.”

Ini adalah informasi yang tidak dapat dipercaya yang telah beredar sejak tahun 60-an. Faktanya, 60 persen panci dan wajan yang dijual di AS setiap tahun terbuat dari aluminium, dan FDA melaporkan bahwa jumlah aluminium yang masuk ke dalam makanan jauh lebih rendah daripada jumlah yang secara alami ditemukan dalam makanan. Selain itu, aluminium anodisasi keras menambahkan hasil akhir yang sangat tangguh dan tahan lama pada hasil akhir yang murni untuk tampilan dan keamanan yang lebih baik.