나를에 따라 
티타늄 VS 알루미늄, CNC 머시닝 프로젝트용
가벼우면서도 강도가 높은 소재를 선택할 때 CNC 가공 프로젝트, 티타늄 및 알루미늄이 가장 먼저 떠오를 것입니다. 마찬가지로 티타늄과 알루미늄은 강도 대 중량 비율이 뛰어나고 부식과 열에 강하며 다양한 산업 분야에서 맞춤형 부품이나 프로토타입에 매우 다재다능한 것으로 입증되었습니다. 원하는 선택을 할 수 있도록 티타늄과 알루미늄의 차이점을 포괄적으로 비교해 보겠습니다.
티타늄이란 무엇입니까?
티타늄 은빛 광택, 고강도, 우수한 열 전도성 및 내식성을 지닌 강하고 가벼운 금속 재료입니다. 불행히도 티타늄은 정제하기 어렵고 CNC 밀링, CNC 회전으로 인해 다른 많은 금속보다 비쌉니다. 티타늄은 일반 연강보다 강하고 약한 알루미늄 합금보다 45배 강하지만 무게는 연강보다 60% 가볍고 알루미늄보다 1668% 무겁습니다. 티타늄이 더 강하기 때문에 단위 강도당 필요한 티타늄이 적습니다. 티타늄의 융점은 147°C이고 원자 반경은 XNUMX미크론입니다. 그것은 철, 바나듐, 몰리브덴 및 기타 금속과 강한 합금 능력을 가지고 있습니다. 티타늄은 또한 비자성 및 무독성이며 열악한 전기 전도체이며 열팽창률이 낮습니다. 높은 생체 적합성은 또한 티타늄의 두드러진 특징입니다. 즉, 무릎 교체, 심박 조율기, 두개골 판, 치과용 임플란트 등과 같은 의료 기기를 위한 우수한 소재를 만듭니다. 또한 티타늄은 내식성이 높아 화학 및 해양 분야에 널리 사용됩니다.
대부분의 경우 티타늄은 티타늄 합금 형태로 다양한 분야에서 사용되고 있다. 티타늄 합금은 티타늄과 다른 화학 원소의 혼합물을 포함하는 금속입니다. 이 티타늄 합금은 매우 높은 인장 강도, 인성, 경량, 우수한 내식성 및 극한의 온도를 견딜 수 있는 능력을 가지고 있습니다.
2등급 티타늄 합금
2등급 티타늄 합금. 2등급 티타늄 합금은 냉간 성형성, 용접성이 우수하고 산화 및 부식에 대한 저항성이 우수합니다. 2등급 티타늄 합금은 항공 우주, 자동차, 화학 처리 및 염소산염 제조, 담수화 등을 포함한 많은 응용 분야에서 선호되는 선택입니다.
5 등급 - Ti-6Al-4V.
5등급 – Ti-6Al-4V. 5등급은 가장 일반적으로 사용되는 티타늄 합금으로 전 세계 티타늄 소비량의 50% 이상을 차지합니다. 6% 알루미늄, 4% 바나듐, 0.25%(최대) 철, 0.2%(최대) 산소, 약 90% 티타늄 조성으로 구성된 α+β 합금입니다. Ti-6Al-4V는 열처리가 가능하기 때문에 시판되는 순티타늄(1~4급)보다 강도, 내식성, 용접성, 가공성이 우수하고 섭씨 400도의 환경에서도 적용이 가능하다. Ti-6Al-4V는 항공기 터빈, 엔진 부품, 항공기 구조 부품, 항공 우주 패스너, 고성능 자동화 부품, 해양 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
알루미늄이란 무엇입니까?
알루미늄은 신뢰할 수 있고 강하며 비자성 및 연성 경량 금속으로 무게 대비 강도 비율이 우수하고 내식성이 우수하며 파괴 인성이 높습니다. 알루미늄은 외부 환경에 노출되어 은백색의 외관을 가지며, 표면에 얇은 산화알루미늄층을 형성하여 더 부식되지 않도록 합니다. 알루미늄은 저렴하고 CNC 가공이 쉬운 금속 소재로, 자연적으로 산성 환경에 내성이 있고 알칼리성 환경에서 쉽게 부식됩니다. 알루미늄은 전체 티타늄보다 지구에 풍부하고 정제가 용이하여 경제적인 선택입니다.
알루미늄은 열전도율이 스테인리스 스틸의 660배로 매우 우수하며 독성이 없습니다. 융점은 섭씨 9도이므로 요리 도구에 이상적인 선택입니다. 일반적으로 알루미늄 합금의 형태로 다양한 분야에 널리 사용되고 있으며 그 합금원소는 Cu, Mn, Si, Mg, Mg+Si, Zn에 국한되지 않는다. 알루미늄합금은 합금원소의 비율에 따라 1계열(Al9xxx~AlXNUMXxxx)로 나뉜다.
1xxx: 합금 원소 없음
2xxx: 구리
3xxx: 망간
4xxx: 실리콘
5xxx: 마그네슘
6xxx: 마그네슘 및 실리콘
7xxx: 아연, 마그네슘 및 구리
8xxx: 다른 시리즈에서 다루지 않는 기타 요소
알루미늄 합금은 항공기 동체, 엔진, 자동차 바퀴, 라디에이터, 실린더 블록, 크랭크 샤프트 및 기타 부품과 같은 항공 우주, 자동차, 건설, 식품 가공, 포장, 전기 및 전자 분야에서 널리 사용됩니다.
티타늄과 알루미늄의 차이점
티타늄 합금과 알루미늄 합금의 차이점을 종합적으로 비교하고 티타늄과 알루미늄의 차이점을 찾으면 CNC 가공 프로젝트에 가장 적합한 재료를 더 쉽게 선택할 수 있습니다.
원소 구성.합금 원소의 구성은 매우 중요하며 내식성, 내열성, 중량 등 티타늄 또는 알루미늄 합금의 특정 특성에 영향을 미칩니다. 티타늄 합금의 다른 원소로는 질소, 수소, 산소, 탄소, 철, 니켈, 그 중에서도 0.013~0.5% 사이의 양입니다. 알루미늄 합금의 다른 원소로는 규소, 아연, 마그네슘, 망간, 구리, 철, 티타늄, 크롬, 지르코늄 등이 있습니다.
부식 저항.티타늄과 알루미늄은 모두 내식성이 우수하지만 일반적으로 티타늄은 불활성으로 인해 알루미늄보다 내식성이 우수한 것으로 간주됩니다. 티타늄은 또한 생체 적합성이 높으며 의료 산업에서 더 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 또한 티타늄은 해수에 대한 내식성이 뛰어나 해양 산업에서도 큰 인기를 끌고 있습니다. 한편, 알루미늄 합금의 표면에는 산화피막층이 형성되어 부식성 물질과 화학적으로 반응하기 쉽지 않지만 화학물질, 온도 및 기타 환경 요인에 따라 달라집니다. CNC 가공 프로젝트에서 내식성이 주요 고려 사항인 경우 티타늄이 이상적인 선택입니다.
일반적으로 우리는 전기를 통하는 기준으로 구리를 사용하며 전도율은 100%입니다. 티타늄은 구리의 3.1% 전도도를 가지고 있어 전기 전도율이 좋지는 않지만 저항을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 알루미늄은 구리의 64% 전도도를 가지므로 알루미늄은 우수한 전기 전도체입니다. 알루미늄은 전기 전도도가 CNC 기계 가공 프로젝트의 주요 관심사인 경우에 이상적입니다.
열 전도성.재료의 열전도율은 방열 부품이나 프로토타입을 만드는 데 매우 중요합니다. 티타늄의 열전도율은 118 BTU-in/hr-ft²-°Fm(17.0 W/mK)인 반면 알루미늄의 열전도율은 1460 BTU-in/hr-ft²-°F(210 W/mK)입니다. . 이것이 알루미늄이 라디에이터, 열교환기, 주방용품을 만드는 데 자주 사용되는 이유입니다.
녹는 점.금속이 고체에서 액체로 변하는 온도를 녹는점이라고 합니다. 녹는점에서 금속은 고체와 액체의 평형 상태에 속합니다. 용융점이 낮은 금속은 일반적으로 사출 성형이나 압출 성형이 더 쉽습니다. 티타늄의 융점은 1650~1670°C로 매우 높은 온도입니다. 반면에 알루미늄의 녹는점은 660.37 °C입니다. 내열성이 CNC 가공 프로젝트의 가장 큰 관심사라면 티타늄이 이상적인 소재입니다.
재료의 경도는 일반적으로 브리넬 경도값이라고 하는데, 티타늄의 브리넬 경도는 70HB, 순알루미늄의 브리넬 경도는 15HB이나 7075, 6082와 같은 일부 알루미늄 합금의 경도는 그보다 높다. 티타늄. 티타늄은 표면에 매우 단단한 티타늄 산화물 층을 형성하여 경도가 주요 요인인 CNC 가공 프로젝트에 이상적입니다.
티타늄의 밀도는 4500kg/m 3 인 반면 알루미늄의 밀도는 2712kg/m 3 이므로 단위 부피당 티타늄은 알루미늄보다 60% 더 무겁습니다. 동일한 물리적 강도에서 더 적은 티타늄이 사용됩니다. 강도 대 중량 비율이 CNC 가공 프로젝트의 주요 고려 사항인 경우 티타늄이 알루미늄보다 선호됩니다. 가벼운 무게가 주요 요인인 경우 알루미늄이 더 적합합니다.
티타늄과 알루미늄은 모두 내구성이 뛰어나 오랫동안 사용할 수 있습니다. 티타늄은 티타늄으로 만든 안경테와 같이 매우 강하여 마모 없이 수십 년 동안 사용할 수 있습니다. 티타늄과 알루미늄은 모두 맞춤형 부품이나 내구성을 위한 프로토타입 제작에 적합합니다. 둘을 비교하면 티타늄이 더 내구성이 있습니다.
가공성 금속이 스탬핑, CNC 선삭, CNC 밀링 등 가공 응력에 반응하는 정도 CNC 가공은 일반적으로 24시간 이내 및 +/- 0.005mm(0.13인치) 이내의 티타늄 또는 알루미늄 부품 제조에 이상적입니다. 그러나 CNC 가공 티타늄 부품은 고속 회전 공구에 쌓인 티타늄 파편으로 인해 어려운 경우가 많습니다. CNC 가공 알루미늄은 매우 쉽기 때문에 CNC 가공 알루미늄의 비용은 일반적으로 티타늄보다 훨씬 낮습니다.
티타늄 합금의 가격은 알루미늄 합금보다 높습니다. 물론 CNC 가공 티타늄은 더 어렵고 비용이 많이 들며 티타늄을 연삭, 굽힘 및 용접하려면 더 많은 전문 지식이 필요합니다. 알루미늄은 상대적으로 비용 효율적입니다.
항복 강도. 항복 강도는 재료가 영구적으로 변형되는 응력을 나타냅니다. 티타늄은 항복 강도가 170MPa에서 약 480MPa인 반면, 순수 알루미늄은 항복 강도가 7MPa에서 약 11MPa입니다. 알루미늄 합금의 항복 강도는 200MPa에서 600MPa 사이입니다.
인장 강도.티타늄 합금의 가장 강한 인장 강도는 약 1400MPa인 반면 알루미늄 합금의 인장 강도는 690MPa 이상입니다.
티타늄 합금의 적용
티타늄 합금은 다음을 포함하여 광범위한 응용 분야에서 사용됩니다.
항공 우주 산업 – 항공기 랜딩 기어, 유압 시스템, 기타 중요한 구조 부품 등을 제조하는 데 사용됩니다.
의료 산업 – 치과 임플란트, 고관절 치환물, 슬관절 치환물, 수술 기구 등의 제품 제조
소비자 및 건설 – 스포츠 용품, 안경테, 자전거(산악자전거, 경주용 자동차 등) 부품, 화기류 등 제조
산업 신청 – 밸브, 열교환기, 스퍼터링타깃, 공정용기 등 제조
해양 및 항공 우주 (랜딩 기어, 방화벽, 중요 구조 부품, 유압 시스템.
귀금속 (시계, 반지, 목걸이 등).
알루미늄 합금의 적용
전원 시스템 – 도체 합금, 발전기, 모터 변압기 등
소비재 – 조리기구 및 가구와 같은 가정 용품.
기계 및 장비 – 도구, 파이프 및 기타 작업 재료.
교통수단(비행기, 철도차량, 자전거, 자동차, 트럭, 선박, 우주선 등)
포장(캔, 프레임, 호일)
건물 및 건설(창문, 사이딩, 지붕, 문, 건물 배선, 덮개 등)
티타늄 또는 알루미늄을 사용해야 합니까?
티타늄과 알루미늄은 CNC 맞춤형 부품 및 프로토타입 제조에 중요한 두 가지 금속 재료이며, 그 특성 때문에 다양한 산업 응용 분야에서 다재다능한 선택이 됩니다. 이 기사에서는 티타늄과 알루미늄의 서로 다른 특성을 비교합니다. 두 재료를 선택할 때 다양한 요소를 고려하십시오. 추가 도움이 필요한 경우 DDPROTOTYPE은 항상 건설적인 정보를 제공할 준비가 되어 있습니다.
우리의 오해를 바로잡다
통념: "티타늄은 알루미늄보다 훨씬 가볍습니다."
죄송합니다. 이 의견은 잘못된 것입니다. 재료 밀도를 볼 때 티타늄의 4.5g/cc 밀도는 실제로 알루미늄의 50g/cc보다 3.0% 더 무겁습니다.
통념: "티타늄은 알루미늄보다 강하다."
합금 유형에 따라 다르지만 7075-T6 알루미늄은 2등급 티타늄보다 강도 대 중량 비율이 거의 두 배입니다.
통념: "알루미늄은 환경에 좋지 않다"
티타늄은 재료 제조, 운송 및 건설 과정에서 알루미늄보다 3배 이상의 이산화탄소를 배출합니다.
통념: "알루미늄은 인간에게 해롭다."
이것은 60년대부터 유포된 믿을 수 없는 정보입니다. 실제로 매년 미국에서 판매되는 냄비와 프라이팬의 60%는 알루미늄으로 만들어지며 FDA는 식품에 들어가는 알루미늄의 양이 식품에서 자연적으로 발견되는 양보다 훨씬 적다고 보고합니다. 또한 경질 아노다이즈드 알루미늄은 더 나은 외관과 안전성을 위해 깨끗한 마감에 매우 견고하고 내구성 있는 마감을 추가합니다.