Følg meg på: 
Titan vs aluminium, for CNC maskineringsprosjekt
Når du velger et lett, men likevel høyfast materiale til CNC-maskineringsprosjektet ditt , bør titan og aluminium være det første du tenker på. Det samme gjelder for både titan og aluminium som har utmerkede styrke-til-vekt-forhold, er motstandsdyktige mot korrosjon og varme, og har vist seg å være imponerende allsidige for tilpassede deler eller prototyper på tvers av ulike bransjer. For å hjelpe deg med å ta det valget du ønsker, vil vi gjøre en omfattende sammenligning av forskjellene mellom titan og aluminium.
Hva er titan?
Titan er et sterkt og lett metallisk materiale med en sølvaktig glans, høy styrke, god varmeledningsevne og god korrosjonsbestandighet. Dessverre er titan vanskelig å rense og CNC-frese, CNC-dreie, noe som gjør det dyrere enn mange andre metaller. Titan er sterkere enn vanlig bløtt stål og dobbelt så sterkt som svake aluminiumslegeringer, men veier 45 % mindre enn bløtt stål og 60 % tyngre enn aluminium. Fordi titan er sterkere, trengs det mindre titan per styrkeenhet. Smeltepunktet for titan er 1668 °C, og atomradiusen er 147 mikron. Det har sterk legeringsevne med jern, vanadium, molybden og andre metaller. Titan er også ikke-magnetisk og giftfritt, leder elektrisitet dårlig og har lav varmeutvidelse. Høy biokompatibilitet er også et kjennetegn ved titan, noe som betyr at det er et utmerket materiale for medisinsk utstyr som kneproteser, pacemakere, hodeskalleplater, tannimplantater og mer. I tillegg har titan en høy grad av korrosjonsbestandighet, noe som gjør det mye brukt i kjemiske og marine applikasjoner.
I de fleste tilfeller brukes titan på ulike felt i form av titanlegeringer. Titanlegeringer er metaller som inneholder en blanding av titan og andre kjemiske elementer. Denne titanlegeringen har svært høy strekkfasthet, seighet, lav vekt, utmerket korrosjonsbestandighet og evnen til å motstå ekstreme temperaturer.
Grade 2 titanlegering
Grade 2 titanlegering. Grad 2 titanlegeringer har utmerket kaldformbarhet, sveisbarhet og har utmerket motstand mot oksidasjon og korrosjon. Grade 2 titanlegeringer er det foretrukne valget for mange bruksområder, inkludert romfart, bilindustri, kjemisk prosessering og kloratproduksjon, avsalting og mer.
Grad 5 - Ti-6Al-4V.
Grad 5 – Ti-6Al-4V. Grad 5 er den mest brukte titanlegeringen, og står for mer enn 50 % av det globale titanlegeringen. Det er en α+β-legering som består av 6 % aluminium, 4 % vanadium, 0.25 % (maksimalt) jern, 0.2 % (maksimalt) oksygen, ca. 90 % titansammensetning. Siden Ti-6Al-4V kan varmebehandles, er dens styrke, korrosjonsbestandighet, sveisbarhet og bearbeidbarhet overlegen kommersiell rent titan (grad 1-4), og den kan brukes i et miljø på 400 grader Celsius. Ti-6Al-4V er mye brukt i forskjellige felt, inkludert: flyturbiner, motorkomponenter, flystrukturkomponenter, luftfartsfester, høyytelses automasjonsdeler, marine, etc.
Hva er aluminium?
Aluminium er et pålitelig, sterkt, ikke-magnetisk og duktilt lettmetall med et godt vekt-til-styrke-forhold, god korrosjonsbestandighet og høy bruddseighet. Aluminium har et sølvhvitt utseende fordi det utsettes for det ytre miljø og danner et tynt lag av aluminiumoksid på overflaten for å motstå ytterligere korrosjon. Aluminium er et billig og enkelt CNC-maskinert metallisk materiale som er naturlig motstandsdyktig mot sure miljøer og korroderer lett i alkaliske miljøer. Aluminium er mer rikelig i jorden enn titan totalt og er lett å rense, så det er et økonomisk valg.
Aluminium har en meget god varmeledningsevne, tre ganger så stor som rustfritt stål, og er ikke giftig. Smeltepunktet er 660 grader Celsius, noe som gjør den til et ideelt valg for kjøkkenutstyr. Det er vanligvis mye brukt i forskjellige felt i form av aluminiumslegering, og legeringselementene er ikke begrenset til Cu, Mn, Si, Mg, Mg+Si, Zn. I henhold til forholdet mellom legeringselementer er aluminiumslegeringer delt inn i 9 serier (Al1xxx til Al9xxx).
1xxx: Ingen legeringselementer
2xxx: Kobber
3xxx: mangan
4xxx: silisium
5xxx: Magnesium
6xxx: magnesium og silisium
7xxx: sink, magnesium og kobber
8xxx: Andre elementer som ikke dekkes av andre serier
Aluminiumslegeringer er mye brukt i romfart, bilindustri, konstruksjon, matforedling, emballasje, elektriske og elektroniske felt, for eksempel flykropper, motorer, bilhjul, radiatorer, sylinderblokker, veivaksler og andre deler.
Forskjellen mellom titan og aluminium
Sammenlign forskjellen mellom titanlegering og aluminiumslegering omfattende, finn ut forskjellen mellom titan og aluminium, vi kan lettere velge det beste materialet for ditt CNC-maskinprosjekt.
Elementsammensetning. Sammensetningen av legeringselementene er svært viktig, noe som påvirker visse egenskaper ved titan- eller aluminiumlegeringer, inkludert korrosjonsbestandighet, høy temperaturbestandighet, vekt osv. Andre elementer i titanlegeringer inkluderer nitrogen, hydrogen, oksygen, karbon, jern og nikkel, blant annet, i mengder mellom 0.013 og 0.5 %. Andre elementer i aluminiumlegeringer inkluderer silisium, sink, magnesium, mangan, kobber, jern, titan, krom, zirkonium og lignende.
Korrosjonsbestandighet. Både titan og aluminium har utmerket korrosjonsbestandighet, men titan anses generelt for å være mer korrosjonsbestandig enn aluminium på grunn av titans inertitet. Titan er også svært biokompatibelt og har flere bruksområder i medisinsk industri. Titans korrosjonsbestandighet i sjøvann er også imponerende, noe som gjør det svært populært også i den maritime industrien. På den annen side vil det dannes et lag med oksidfilm på overflaten av aluminiumslegering, slik at det ikke er lett å reagere kjemisk med etsende materialer, men det avhenger også av kjemiske stoffer, temperatur og andre faktorer i miljøet. Når et CNC-maskineringsprosjekt har korrosjonsbestandighet som en primær vurdering, er titan det ideelle valget.
Vanligvis bruker vi kobber som standard for å lede elektrisitet, og ledningsevnen er 100 %. Titan har en ledningsevne på 3.1 % av kobber, så titan er ikke en god leder av elektrisitet, men det kan brukes til å lage motstander. Aluminium har en ledningsevne på 64 % av kobber, så aluminium er en god leder av elektrisitet. Aluminium er ideelt hvis elektrisk ledningsevne er en stor bekymring for ditt CNC-maskinprosjekt.
Varmeledningsevne. Varmeledningsevnen til et materiale er svært viktig for å lage varmeavledende deler eller prototyper. Titan har en varmeledningsevne på 17.0 W/mK (118 BTU-in/hr-ft²-°F), mens aluminium har en varmeledningsevne på 210 W/mK (1460 BTU-in/hr-ft²-°F) ti ganger så høy. Dette er grunnen til at aluminium ofte brukes til å lage radiatorer, varmevekslere og kjøkkenapparater.
Smeltepunkt. Temperaturen der et metall går fra fast til flytende stoff kalles smeltepunktet. Ved smeltepunktet tilhører metaller en likevektstilstand med fast og flytende stoff. Metaller med lavere smeltepunkter er vanligvis lettere å støpe for sprøytestøping eller ekstrudering. Titan har et smeltepunkt mellom 1650–1670 °C, som er en veldig høy temperatur. Aluminium har derimot et smeltepunkt på 660.37 °C. Hvis varmebestandighet er en viktig faktor for CNC-maskineringsprosjektet ditt, er titan det ideelle materialet.
Hardheten til materialet er generelt referert til Brinell-hardhetsverdien, Brinell-hardheten til titan er 70 HB, og Brinell-hardheten til rent aluminium er 15 HB, men hardheten til noen aluminiumslegeringer som 7075 og 6082 er høyere enn det. av titan. Titan danner et veldig hardt titanoksidlag på overflaten, ideelt for CNC maskineringsprosjekter hvor hardhet er den primære faktoren.
Tettheten til titan er 4500 kg/m 3 , mens tettheten til aluminium er 2712 kg/m 3 , så per volumenhet er titan 60 % tyngre enn aluminium. Under samme fysiske styrke vil det bli brukt mindre titan. Hvis styrke-til-vekt-forholdet er en primær vurdering for CNC-maskinprosjektet ditt, er titan å foretrekke fremfor aluminium. Aluminium er mer egnet hvis lav vekt er den primære faktoren.
Både titan og aluminium er svært slitesterke og vil fungere lenge. Titan er ekstremt sterkt, slik som brilleinnfatninger laget av titan, kan brukes i flere tiår uten slitasje. Både titan og aluminium er egnet for å lage tilpassede deler eller prototyper for holdbarhet. Hvis de to sammenlignes, er titan mer holdbar.
Bearbeidbarhet Graden som et metall reagerer på bearbeidingsbelastning, inkludert stempling, CNC-dreiing, CNC-fresing, etc. CNC-bearbeiding er ideell for produksjon av titan- eller aluminiumsdeler, vanligvis innen 24 timer og innenfor +/- 0.005 tommer (0.13 mm). Men CNC-bearbeiding av titandeler er ofte utfordrende på grunn av oppbyggingen av titanspon på det roterende høyhastighetsverktøyet. CNC-bearbeiding av aluminium er veldig enkelt, og det er grunnen til at kostnadene for CNC-bearbeiding av aluminium vanligvis er mye lavere enn for titan.
Prisen på titanlegering er høyere enn for aluminiumslegering. Selvfølgelig er CNC-bearbeiding av titan vanskeligere og mer kostbart, og sliping, bøying og sveising av titan krever mer faglig kunnskap. Aluminium er relativt mer kostnadseffektivt.
Flytegrense. Flytegrense refererer til spenningen der et materiale deformeres permanent. Titan har en flytegrense på 170 MPa til omtrent 480 MPa, mens rent aluminium har en flytegrense på 7 MPa til omtrent 11 MPa. Flytegrensen til aluminiumslegeringer er mellom 200 MPa og 600 MPa.
Strekkfasthet. Den sterkeste strekkfastheten for titanlegering er omtrent 1400 MPa, mens den for aluminiumlegering er over 690 MPa.
Påføring av titanlegering
Titanlegeringer brukes i et bredt spekter av bruksområder, inkludert:
Luftfartsindustri – brukes til å produsere landingsutstyr for fly, hydrauliske systemer, andre kritiske strukturelle komponenter, etc.
Medisinsk industri – Produksjon av produkter som tannimplantater, hofteproteser, kneproteser, kirurgiske instrumenter osv.
Forbruker og bygg og anlegg – Produksjon av sportsutstyr, brilleinnfatninger, sykkeldeler (terrengsykkel, racerbil osv.), skytevåpen osv.
Industrielle applikasjoner – Produksjon av ventiler, varmevekslere, sputteringsmål, prosessbeholdere osv.
Marin og luftfart (landingsutstyr, brannmurer, kritiske strukturelle komponenter, hydrauliske systemer).
Smykker (klokker, ringer, halskjeder osv.).
Påføring av aluminiumslegering
Kraftsystemer – lederlegeringer, generatorer, motortransformatorer, etc.
Forbruksvarer – husholdningsartikler som kjøkkenutstyr og møbler.
Maskiner og utstyr – verktøy, rør og annet arbeidsmateriell.
Transport (fly, jernbanevogner, sykler, biler, lastebiler, skip, romfartøy, etc.)
Emballasje (bokser, rammer, folie)
Bygg og konstruksjon (vinduer, sidekledning, tak, dører, bygningsledninger, kappe, etc.)
Bør du bruke titan eller aluminium?
Titan og aluminium er to viktige metalliske materialer for produksjon av CNC-tilpassede deler og prototyper, og deres egenskaper gjør dem til et allsidig valg for mange forskjellige industriapplikasjoner. Denne artikkelen sammenligner de forskjellige egenskapene til titan og aluminium, vennligst vurder ulike faktorer mellom å velge de to materialene. For mer hjelp er DDPROTOTYPE alltid klar til å gi konstruktiv informasjon.
Rett opp våre misoppfatninger
Myte: "Titan er mye lettere enn aluminium."
Beklager, denne oppfatningen er feil, når vi ser på materialtettheten, er Titaniums 4.5 g/cc tetthet faktisk 50 % tyngre enn Aluminiums 3.0 g/cc.
Myte: "Titan er sterkere enn aluminium."
Det avhenger av legeringstypen, men 7075-T6 aluminium har nesten det dobbelte av styrke-til-vekt-forholdet til grad 2 titan.
Myte: "Aluminium er dårlig for miljøet"
Titan slipper ut mer enn 3 ganger så mye karbondioksid enn aluminium under materialproduksjon, transport og konstruksjon.
Myte: "Aluminium er skadelig for mennesker."
Dette er upålitelig informasjon som har vært sirkulert siden 60-tallet. Faktisk er 60 prosent av grytene og pannene som selges i USA hvert år laget av aluminium, og FDA rapporterer at mengden aluminium som kommer inn i mat er betydelig lavere enn mengden naturlig finnes i mat. I tillegg tilfører hard-anodisert aluminium en ultratøff, slitesterk finish til den uberørte finishen for bedre utseende og sikkerhet.
