Ikut saya: 
Titanium VS Aluminium, Untuk Projek pemesinan CNC
Apabila memilih bahan yang ringan tetapi berkekuatan tinggi untuk projek pemesinan CNC anda , titanium dan aluminium harus menjadi perkara pertama yang terlintas di fikiran. Begitu juga, titanium dan aluminium mempunyai nisbah kekuatan-ke-berat yang sangat baik, tahan kakisan dan haba, dan telah terbukti sangat versatil untuk alat ganti atau prototaip tersuai merentasi pelbagai industri. Untuk membantu anda membuat pilihan yang anda inginkan, kami akan melakukan perbandingan komprehensif tentang perbezaan antara titanium dan aluminium.
Apa itu titanium?
Titanium ialah bahan logam yang kuat dan ringan dengan kilauan keperakan, kekuatan tinggi, kekonduksian terma yang baik dan rintangan kakisan yang baik. Malangnya, titanium sukar untuk ditulenkan dan dikisar dengan CNC, menjadikannya lebih mahal daripada kebanyakan logam lain. Titanium lebih kuat daripada keluli lembut biasa dan dua kali lebih kuat daripada aloi aluminium yang lemah, namun beratnya 45% kurang daripada keluli lembut dan 60% lebih berat daripada aluminium. Oleh kerana titanium lebih kuat, kurang titanium diperlukan bagi setiap unit kekuatan. Takat lebur titanium ialah 1668°C, dan jejari atomnya ialah 147 mikron. Ia mempunyai keupayaan pengaloian yang kuat dengan besi, vanadium, molibdenum dan logam lain. Titanium juga bukan magnet dan bukan toksik, merupakan konduktor elektrik yang lemah, dan mempunyai kadar pengembangan haba yang rendah. Biokompatibiliti yang tinggi juga merupakan ciri titanium yang membezakannya, bermakna ia merupakan bahan yang sangat baik untuk peranti perubatan seperti penggantian lutut, alat pacu jantung, plat tengkorak, implan pergigian dan banyak lagi. Di samping itu, titanium mempunyai tahap rintangan kakisan yang tinggi, menjadikannya digunakan secara meluas dalam aplikasi kimia dan marin.
Dalam kebanyakan kes, titanium digunakan dalam pelbagai bidang dalam bentuk aloi titanium. Aloi titanium ialah logam yang mengandungi campuran titanium dan unsur kimia lain. Aloi titanium ini mempunyai kekuatan tegangan yang sangat tinggi, keliatan, ringan, rintangan kakisan yang sangat baik dan keupayaan untuk menahan suhu yang melampau.
Aloi titanium gred 2
Aloi titanium gred 2. Aloi titanium gred 2 mempunyai kebolehbentukan sejuk yang sangat baik, kebolehkimpalan dan mempunyai rintangan yang sangat baik terhadap pengoksidaan dan kakisan. Aloi titanium gred 2 adalah pilihan utama untuk banyak aplikasi termasuk aeroangkasa, automotif, pemprosesan kimia dan pembuatan klorat, penyahgaraman dan banyak lagi.
Gred 5 - Ti-6Al-4V.
Gred 5 – Ti-6Al-4V. Gred 5 adalah aloi titanium yang paling biasa digunakan, menyumbang lebih daripada 50% daripada penggunaan titanium global. Ia adalah aloi α+β yang terdiri daripada 6% aluminium, 4% vanadium, 0.25% (maksimum) besi, 0.2% (maksimum) oksigen , Kira-kira 90% komposisi titanium. Oleh kerana Ti-6Al-4V boleh dirawat haba, kekuatannya, rintangan kakisan, kebolehkimpalan dan kebolehmesinan adalah lebih baik daripada titanium tulen komersial (gred 1-4), dan ia boleh digunakan dalam persekitaran 400 darjah Celsius. Ti-6Al-4V digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang, termasuk: turbin pesawat, komponen enjin, komponen struktur pesawat, pengikat aeroangkasa, bahagian automasi berprestasi tinggi, marin, dll.
Apa itu Aluminium?
Aluminium ialah logam ringan yang boleh dipercayai, kuat, tidak magnetik dan mulur dengan nisbah berat kepada kekuatan yang baik, rintangan kakisan yang baik dan keliatan patah yang tinggi. Aluminium mempunyai rupa putih keperakan kerana ia terdedah kepada persekitaran luaran dan membentuk lapisan nipis aluminium oksida pada permukaan untuk menahan kakisan selanjutnya. Aluminium ialah bahan logam mesin CNC yang murah dan mudah yang tahan secara semula jadi kepada persekitaran berasid dan mudah terhakis dalam persekitaran beralkali. Aluminium lebih banyak terdapat di bumi daripada titanium secara keseluruhan dan mudah dibersihkan, jadi ia adalah pilihan yang menjimatkan.
Aluminium mempunyai kekonduksian terma yang sangat baik, tiga kali ganda daripada keluli tahan karat, dan tidak toksik. Takat leburnya ialah 660 darjah Celsius, menjadikannya pilihan ideal untuk peralatan memasak. Ia biasanya digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang dalam bentuk aloi aluminium, dan unsur aloinya tidak terhad kepada Cu, Mn, Si, Mg, Mg+Si, Zn. Mengikut nisbah unsur mengaloi, aloi aluminium dibahagikan kepada 9 siri (Al1xxx hingga Al9xxx).
1xxx: Tiada unsur pengaloian
2xxx: Tembaga
3xxx: mangan
4xxx: silikon
5xxx: Magnesium
6xxx: magnesium dan silikon
7xxx: zink, magnesium dan kuprum
8xxx: Elemen lain yang tidak diliputi oleh siri lain
Aloi aluminium digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, automotif, pembinaan, pemprosesan makanan, pembungkusan, medan elektrik dan elektronik, seperti fiuslaj pesawat, enjin, roda automotif, radiator, blok silinder, aci engkol dan bahagian lain.
Perbezaan Antara Titanium dan Aluminium
Bandingkan secara menyeluruh perbezaan antara aloi titanium dan aloi aluminium, ketahui perbezaan antara titanium dan aluminium, kami boleh memilih bahan terbaik untuk projek pemesinan CNC anda dengan lebih mudah.
Komposisi unsur. Komposisi unsur pengaloi adalah sangat penting, yang mempengaruhi sifat-sifat tertentu aloi titanium atau aluminium, termasuk rintangan kakisan, rintangan suhu tinggi, berat, dan sebagainya. Unsur lain dalam aloi titanium termasuk nitrogen, hidrogen, oksigen, karbon, besi dan nikel, antara lain, dalam jumlah antara 0.013 dan 0.5%. Unsur lain dalam aloi aluminium termasuk silikon, zink, magnesium, mangan, kuprum, besi, titanium, kromium, zirkonium dan sebagainya.
Rintangan kakisan. Kedua-dua titanium dan aluminium mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, tetapi titanium secara amnya dianggap lebih tahan kakisan daripada aluminium kerana sifat inert titanium. Titanium juga sangat biokompatibel dan mempunyai lebih banyak aplikasi dalam industri perubatan. Selain itu, rintangan kakisan titanium dalam air laut juga mengagumkan, menjadikannya sangat popular dalam industri marin. Sebaliknya, lapisan filem oksida akan terbentuk pada permukaan aloi aluminium, jadi ia tidak mudah bertindak balas secara kimia dengan bahan menghakis, tetapi ia juga bergantung pada bahan kimia, suhu dan faktor lain dalam persekitaran. Apabila projek pemesinan CNC mempunyai rintangan kakisan sebagai pertimbangan utama, titanium adalah pilihan yang ideal.
Biasanya, kami menggunakan tembaga sebagai piawai untuk menjalankan elektrik, dan kekonduksiannya adalah 100%. Titanium mempunyai kekonduksian 3.1% tembaga, jadi titanium bukanlah konduktor elektrik yang baik, tetapi ia boleh digunakan untuk membuat perintang. Aluminium mempunyai kekonduksian 64% daripada tembaga, jadi aluminium adalah konduktor elektrik yang baik. Aluminium sesuai jika kekonduksian elektrik menjadi kebimbangan utama untuk projek pemesinan CNC anda.
Kekonduksian terma. Kekonduksian terma sesuatu bahan adalah sangat penting untuk membuat bahagian atau prototaip yang menyerap haba. Titanium mempunyai kekonduksian terma sebanyak 118 BTU-in/hr-ft²-°Fm (17.0 W/mK), manakala aluminium mempunyai kekonduksian terma sebanyak 1460 BTU-in/hr-ft²-°F (210 W/mK) sepuluh kali ganda. Inilah sebabnya mengapa aluminium sering digunakan untuk membuat radiator, penukar haba, peralatan dapur.
Takat lebur. Suhu di mana logam berubah daripada pepejal kepada cecair dipanggil takat leburnya. Pada takat lebur, logam tergolong dalam keadaan keseimbangan pepejal dan cecair. Logam dengan takat lebur yang lebih rendah biasanya lebih mudah dibentuk untuk pengacuan suntikan atau penyemperitan. Titanium mempunyai takat lebur antara 1650 – 1670 °C, iaitu suhu yang sangat tinggi. Aluminium, sebaliknya, mempunyai takat lebur 660.37 °C. Jika rintangan haba merupakan kebimbangan utama untuk projek pemesinan CNC anda, titanium adalah bahan yang ideal.
Kekerasan bahan biasanya dirujuk kepada nilai kekerasan Brinell, kekerasan Brinell titanium ialah 70 HB, dan kekerasan Brinell aluminium tulen ialah 15 HB, tetapi kekerasan beberapa aloi aluminium seperti 7075 dan 6082 lebih tinggi daripada itu. daripada titanium. Titanium membentuk lapisan titanium oksida yang sangat keras pada permukaan, sesuai untuk projek pemesinan CNC di mana kekerasan adalah faktor utama.
Ketumpatan titanium ialah 4500 kg/m 3, manakala ketumpatan aluminium ialah 2712 kg/m 3, jadi per unit isipadu, titanium adalah 60% lebih berat daripada aluminium. Di bawah kekuatan fizikal yang sama, kurang titanium akan digunakan. Jika nisbah kekuatan-kepada-berat adalah pertimbangan utama untuk projek pemesinan CNC anda, titanium adalah lebih baik daripada aluminium. Aluminium lebih sesuai jika berat ringan adalah faktor utama.
Kedua-dua titanium dan aluminium sangat tahan lama dan akan berfungsi untuk masa yang lama. Titanium sangat kuat, seperti bingkai cermin mata yang diperbuat daripada titanium, boleh digunakan selama beberapa dekad tanpa haus dan lusuh. Kedua-dua titanium dan aluminium sesuai untuk membuat bahagian tersuai atau prototaip untuk ketahanan. Jika dibandingkan, titanium lebih tahan lama.
Kebolehmesinan Tahap tindak balas logam terhadap tegasan pemesinan, termasuk pengecapan, pemusingan CNC, pengilangan CNC, dll. Pemesinan CNC sesuai untuk mengeluarkan bahagian titanium atau aluminium, biasanya dalam masa 24 jam dan dalam +/- 0.005 inci (0.13mm). Tetapi bahagian titanium pemesinan CNC selalunya mencabar kerana terkumpul titanium swarf pada alat berputar berkelajuan tinggi. Aluminium pemesinan CNC sangat mudah, itulah sebabnya kos aluminium pemesinan CNC biasanya jauh lebih rendah daripada titanium.
Harga aloi titanium lebih tinggi daripada aloi aluminium. Sudah tentu, titanium pemesinan CNC lebih sukar dan mahal, dan pengisaran, lenturan, dan titanium kimpalan memerlukan lebih banyak pengetahuan profesional. Aluminium secara relatifnya lebih menjimatkan kos.
Kekuatan alah. Kekuatan alah merujuk kepada tegasan di mana bahan berubah bentuk secara kekal. Titanium mempunyai kekuatan alah 170 MPa hingga kira-kira 480 MPa, manakala aluminium tulen mempunyai kekuatan alah 7 MPa hingga kira-kira 11 MPa. Kekuatan alah aloi aluminium adalah antara 200 MPa dan 600 MPa.
Kekuatan tegangan. Kekuatan tegangan terkuat bagi aloi titanium ialah kira-kira 1400 MPa, manakala aloi aluminium adalah melebihi 690 MPa.
Penggunaan aloi titanium
Aloi titanium digunakan dalam pelbagai aplikasi, termasuk:
Industri aeroangkasa – digunakan untuk mengeluarkan gear pendaratan pesawat, sistem hidraulik, komponen struktur kritikal lain, dsb.
Industri Perubatan – Pembuatan produk seperti implan pergigian, penggantian pinggul, penggantian lutut, instrumen pembedahan, dll.
Pengguna dan Pembinaan – Pembuatan barangan sukan, bingkai cermin mata, alat ganti basikal (basikal gunung, kereta lumba, dll.), senjata api, dll.
Aplikasi Perindustrian – Pembuatan injap, penukar haba, sasaran percikan, bekas proses, dsb.
Marin dan Aeroangkasa (gear pendaratan, tembok api, komponen struktur kritikal, sistem hidraulik.
Barang kemas (jam tangan, cincin, rantai leher, dll.).
Penggunaan aloi aluminium
Sistem kuasa – aloi konduktor, penjana, pengubah motor, dsb.
Barang pengguna – barangan rumah seperti peralatan memasak dan perabot.
Jentera dan peralatan – alatan, paip dan bahan kerja lain.
Pengangkutan (kapal terbang, kereta api, basikal, kereta, trak, kapal, kapal angkasa, dll.)
Pembungkusan (tin, bingkai, kerajang)
Bangunan dan pembinaan (tingkap, berpihak, bumbung, pintu, pendawaian bangunan, sarung, dll.)
Sekiranya anda menggunakan titanium atau aluminium?
Titanium dan aluminium ialah dua bahan logam penting untuk pembuatan bahagian dan prototaip tersuai CNC, dan sifatnya menjadikannya pilihan yang serba boleh untuk banyak aplikasi industri yang berbeza. Artikel ini membandingkan sifat berbeza titanium dan aluminium, sila pertimbangkan pelbagai faktor antara memilih dua bahan. Untuk bantuan lanjut, DDPROTOTYPE sentiasa bersedia untuk memberikan maklumat yang membina.
Betulkan salah faham kita
Mitos: "Titanium jauh lebih ringan daripada aluminium."
Maaf, pendapat ini tidak betul, apabila kita melihat kepadatan bahan, ketumpatan 4.5 g/cc Titanium sebenarnya 50% lebih berat daripada 3.0 g/cc Aluminium.
Mitos: "Titanium lebih kuat daripada aluminium."
Ia bergantung kepada jenis aloi, tetapi aluminium 7075-T6 mempunyai hampir dua kali ganda nisbah kekuatan kepada berat titanium gred 2.
Mitos: "Aluminium tidak baik untuk alam sekitar"
Titanium mengeluarkan lebih daripada 3 kali ganda jumlah karbon dioksida daripada aluminium semasa pembuatan bahan, pengangkutan dan pembinaan.
Mitos: "Aluminium berbahaya kepada manusia."
Ini adalah maklumat yang tidak boleh dipercayai yang telah diedarkan sejak tahun 60-an. Malah, 60 peratus daripada periuk dan kuali yang dijual di AS setiap tahun diperbuat daripada aluminium, dan FDA melaporkan bahawa jumlah aluminium yang memasuki makanan adalah jauh lebih rendah daripada jumlah yang secara semula jadi ditemui dalam makanan. Selain itu, aluminium beranod keras menambah kemasan yang sangat lasak dan tahan lama pada kemasan murni untuk penampilan dan keselamatan yang lebih baik.
