Śledź mnie na: 
Tytan VS aluminium, do projektu obróbki CNC
Wybierając lekki, ale bardzo wytrzymały materiał dla swojego Obróbka CNC projekt, tytan i aluminium powinny być pierwszymi rzeczami, które przychodzą na myśl. To samo jest prawdą, zarówno tytan, jak i aluminium mają doskonały stosunek wytrzymałości do masy, są odporne na korozję i ciepło oraz okazały się imponująco wszechstronne w przypadku niestandardowych części lub prototypów w różnych branżach. Aby pomóc Ci dokonać właściwego wyboru, dokonamy kompleksowego porównania różnic między tytanem a aluminium.
Co to jest tytan?
Tytan jest mocnym, lekkim materiałem metalicznym o srebrzystym połysku, wysokiej wytrzymałości, dobrej przewodności cieplnej i dobrej odporności na korozję. Niestety tytan jest trudny do oczyszczenia i frezowania CNC, toczenia CNC, przez co jest droższy niż wiele innych metali. Tytan jest mocniejszy niż zwykła stal miękka i dwa razy mocniejszy niż słabe stopy aluminium, ale waży 45% mniej niż stal miękka i 60% cięższy niż aluminium. Ponieważ tytan jest mocniejszy, potrzeba mniej tytanu na jednostkę wytrzymałości. Temperatura topnienia tytanu wynosi 1668°C, a jego promień atomowy to 147 mikronów. Ma silną zdolność stopowania z żelazem, wanadem, molibdenem i innymi metalami. Tytan jest również niemagnetyczny i nietoksyczny, jest słabym przewodnikiem elektryczności i ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej. Cechą wyróżniającą tytan jest również wysoka biokompatybilność, co oznacza, że jest on doskonałym materiałem na wyroby medyczne, takie jak protezy stawu kolanowego, rozruszniki serca, płytki czaszki, implanty dentystyczne i inne. Ponadto tytan ma wysoki stopień odporności na korozję, dzięki czemu jest szeroko stosowany w zastosowaniach chemicznych i morskich.
W większości przypadków tytan jest stosowany w różnych dziedzinach w postaci stopów tytanu. Stopy tytanu to metale zawierające mieszaninę tytanu i innych pierwiastków chemicznych. Ten stop tytanu ma bardzo wysoką wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość, lekkość, doskonałą odporność na korozję i zdolność do wytrzymywania ekstremalnych temperatur.
Stop tytanu klasy 2
Stop tytanu klasy 2. Stopy tytanu klasy 2 mają doskonałą plastyczność na zimno, spawalność i doskonałą odporność na utlenianie i korozję. Stopy tytanu klasy 2 są preferowanym wyborem w wielu zastosowaniach, w tym w lotnictwie, motoryzacji, przetwórstwie chemicznym i produkcji chloranów, odsalaniu i innych.
Klasa 5 - Ti-6Al-4V.
Gatunek 5 – Ti-6Al-4V. Stopień 5 to najczęściej stosowany stop tytanu, który odpowiada za ponad 50% światowego zużycia tytanu. Jest to stop α + β składający się z 6% aluminium, 4% wanadu, 0.25% (maksymalnie) żelaza, 0.2% (maksymalnie) tlenu, około 90% składu tytanu. Ponieważ Ti-6Al-4V można poddać obróbce cieplnej, jego wytrzymałość, odporność na korozję, spawalność i skrawalność przewyższają komercyjny czysty tytan (klasa 1-4) i może być stosowany w środowisku o temperaturze 400 stopni Celsjusza. Ti-6Al-4V jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach, w tym: turbinach lotniczych, elementach silników, elementach konstrukcyjnych samolotów, elementach złącznych w lotnictwie, wysokowydajnych częściach automatyki, marynarce itp.
Co to jest aluminium?
Aluminium jest niezawodnym, mocnym, niemagnetycznym i ciągliwym lekkim metalem o dobrym stosunku masy do wytrzymałości, dobrej odporności na korozję i wysokiej odporności na pękanie. Aluminium ma srebrzystobiały wygląd, ponieważ jest wystawione na działanie środowiska zewnętrznego i tworzy cienką warstwę tlenku glinu na powierzchni, która jest odporna na dalszą korozję. Aluminium jest niedrogim i łatwym w obróbce CNC materiałem metalicznym, który jest naturalnie odporny na środowisko kwaśne i łatwo koroduje w środowisku zasadowym. Aluminium występuje w ziemi w większej ilości niż tytan ogółem i jest łatwe do oczyszczenia, więc jest to ekonomiczny wybór.
Aluminium ma bardzo dobrą przewodność cieplną, trzy razy większą niż stal nierdzewna i jest nietoksyczne. Jego temperatura topnienia wynosi 660 stopni Celsjusza, co czyni go idealnym wyborem do przyborów kuchennych. Zwykle jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach w postaci stopu aluminium, a jego pierwiastki stopowe nie ograniczają się do Cu, Mn, Si, Mg, Mg+Si, Zn. Ze względu na stosunek pierwiastków stopowych stopy aluminium dzielą się na 9 serii (Al1xxx do Al9xxx).
1xxx: Bez pierwiastków stopowych
2xxx: miedź
3xxx: mangan
4xxx: krzem
5xxx: Magnez
6xxx: magnez i krzem
7xxx: cynk, magnez i miedź
8xxx: Inne elementy nie objęte innymi seriami
Stopy aluminium są szeroko stosowane w lotnictwie, motoryzacji, budownictwie, przetwórstwie spożywczym, opakowaniach, dziedzinach elektrycznych i elektronicznych, takich jak kadłuby samolotów, silniki, koła samochodowe, chłodnice, bloki cylindrów, wały korbowe i inne części.
Różnica między tytanem a aluminium
Kompleksowo porównaj różnicę między stopem tytanu a stopem aluminium, dowiedz się, jaka jest różnica między tytanem a aluminium, możemy łatwiej wybrać najlepszy materiał do Twojego projektu obróbki CNC.
Skład elementarny.Bardzo ważny jest skład pierwiastków stopowych, który wpływa na niektóre właściwości stopów tytanu lub aluminium, w tym odporność na korozję, odporność na wysoką temperaturę, masę itp. Inne pierwiastki stopów tytanu to azot, wodór, tlen, węgiel, żelazo, nikiel, między innymi w ilościach od 0.013 do 0.5%. Inne elementy stopów aluminium obejmują krzem, cynk, magnez, mangan, miedź, żelazo, tytan, chrom, cyrkon i tym podobne.
Odporność na korozję.Zarówno tytan, jak i aluminium mają doskonałą odporność na korozję, ale tytan jest ogólnie uważany za bardziej odporny na korozję niż aluminium ze względu na obojętność tytanu. Tytan jest również wysoce biokompatybilny i ma więcej zastosowań w przemyśle medycznym. Również odporność tytanu na korozję w wodzie morskiej jest imponująca, co czyni go bardzo popularnym również w przemyśle morskim. Z drugiej strony na powierzchni stopu aluminium powstanie warstwa tlenku, więc reakcja chemiczna z materiałami korozyjnymi nie jest łatwa, ale zależy to również od substancji chemicznych, temperatury i innych czynników środowiskowych. Kiedy projekt obróbki CNC ma na pierwszym miejscu odporność na korozję, tytan jest idealnym wyborem.
Zwykle używamy miedzi jako standardu przewodzenia prądu, a jej przewodność wynosi 100%. Tytan ma przewodność 3.1% miedzi, więc tytan nie jest dobrym przewodnikiem elektryczności, ale można go wykorzystać do wykonania rezystorów. Aluminium ma przewodność 64% miedzi, więc aluminium jest dobrym przewodnikiem elektryczności. Aluminium jest idealne, jeśli przewodność elektryczna jest głównym problemem w projekcie obróbki CNC.
Przewodność cieplna.Przewodność cieplna materiału jest bardzo ważna przy wytwarzaniu części lub prototypów rozpraszających ciepło. Tytan ma przewodność cieplną 118 BTU-in/h-ft²-°Fm (17.0 W/mK), podczas gdy aluminium ma przewodność cieplną 1460 BTU-in/hr-ft²-°F (210 W/mK) dziesięciokrotnie . Dlatego aluminium jest często wykorzystywane do produkcji grzejników, wymienników ciepła, sprzętu kuchennego.
Temperatura topnienia.Temperatura, w której metal przechodzi ze stanu stałego w ciekły, nazywana jest jego temperaturą topnienia. W temperaturze topnienia metale należą do stanu równowagi ciała stałego i cieczy. Metale o niższych temperaturach topnienia są zwykle łatwiejsze do formowania do formowania wtryskowego lub wytłaczania. Tytan ma temperaturę topnienia między 1650 a 1670 °C, co jest bardzo wysoką temperaturą. Z drugiej strony aluminium ma temperaturę topnienia 660.37 ° C. Jeśli odporność na ciepło jest głównym problemem w projekcie obróbki CNC, tytan jest idealnym materiałem.
Twardość materiału jest ogólnie określana jako wartość twardości Brinella, twardość Brinella tytanu wynosi 70 HB, a twardość Brinella czystego aluminium wynosi 15 HB, ale twardość niektórych stopów aluminium, takich jak 7075 i 6082, jest wyższa niż ta tytanowy. Tytan tworzy na powierzchni bardzo twardą warstwę tlenku tytanu, idealną do projektów obróbki CNC, w których twardość jest głównym czynnikiem.
Gęstość tytanu wynosi 4500 kg/m 3 , natomiast gęstość aluminium 2712 kg/m 3 , więc na jednostkę objętości tytan jest o 60% cięższy od aluminium. Przy tej samej wytrzymałości fizycznej zostanie użyte mniej tytanu. Jeśli stosunek wytrzymałości do masy jest głównym czynnikiem branym pod uwagę w projekcie obróbki CNC, tytan jest lepszy od aluminium. Aluminium jest bardziej odpowiednie, jeśli głównym czynnikiem jest niska waga.
Zarówno tytan, jak i aluminium są bardzo trwałe i posłużą przez długi czas. Tytan jest niezwykle wytrzymały, tak jak oprawki okularów wykonane z tytanu, mogą być używane przez dziesięciolecia bez zużycia. Zarówno tytan, jak i aluminium nadają się do wykonywania niestandardowych części lub prototypów pod kątem trwałości. Porównując te dwa elementy, tytan jest trwalszy.
Skrawalność Stopień, w jakim metal reaguje na obciążenia związane z obróbką, w tym tłoczenie, toczenie CNC, frezowanie CNC itp. Obróbka CNC jest idealna do produkcji części z tytanu lub aluminium, zwykle w ciągu 24 godzin iz dokładnością +/- 0.005 cala (0.13 mm). Jednak obróbka CNC części tytanowych jest często trudna ze względu na gromadzenie się wiórów tytanowych na narzędziu obracającym się z dużą prędkością. Obróbka CNC aluminium jest bardzo łatwa, dlatego koszt obróbki CNC aluminium jest zwykle dużo niższy niż tytanu.
Cena stopu tytanu jest wyższa niż cena stopu aluminium. Oczywiście obróbka CNC tytanu jest trudniejsza i bardziej kosztowna, a szlifowanie, gięcie i spawanie tytanu wymaga większej wiedzy fachowej. Aluminium jest stosunkowo bardziej opłacalne.
Wytrzymałość. Granica plastyczności odnosi się do naprężenia, przy którym materiał trwale się odkształca. Tytan ma granicę plastyczności od 170 MPa do około 480 MPa, podczas gdy czyste aluminium ma granicę plastyczności od 7 MPa do około 11 MPa. Granica plastyczności stopów aluminium wynosi od 200 MPa do 600 MPa.
Wytrzymałość na rozciąganie.Największa wytrzymałość na rozciąganie stopu tytanu wynosi około 1400 MPa, natomiast stopu aluminium ponad 690 MPa.
Zastosowanie stopu tytanu
Stopy tytanu są wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań, w tym:
Przemysł lotniczy – wykorzystywane do produkcji podwozi samolotów, układów hydraulicznych, innych krytycznych elementów konstrukcyjnych itp.
Przemysł medyczny – Produkcja wyrobów takich jak implanty dentystyczne, protezy stawu biodrowego, protezy stawu kolanowego, narzędzia chirurgiczne itp.
Konsumentów i Budownictwa – Produkcja artykułów sportowych, oprawek do okularów, części do rowerów (rowerów górskich, samochodów wyścigowych itp.), broni palnej itp.
Zastosowania przemysłowe – Produkcja zaworów, wymienników ciepła, tarcz napylających, zbiorników procesowych itp.
Morskiego i Lotniczego (podwozia, ściany ogniowe, krytyczne elementy konstrukcyjne, układy hydrauliczne.
Dekoracje Ścienne (zegarki, pierścionki, naszyjniki itp.).
Zastosowanie stopu aluminium
Systemy zasilania – stopy przewodników, generatory, transformatory silnikowe itp.
Dobra konsumpcyjne – artykuły gospodarstwa domowego, takie jak przybory kuchenne i meble.
Maszyny i urządzenia – narzędzia, rury i inne materiały robocze.
Transport (samoloty, wagony, rowery, samochody, ciężarówki, statki, statki kosmiczne itp.)
Opakowania (puszki, ramki, folia)
Budownictwo (okna, siding, dachy, drzwi, okablowanie budynków, poszycie itp.)
Czy powinieneś używać tytanu czy aluminium?
Tytan i aluminium to dwa ważne materiały metaliczne do produkcji niestandardowych części i prototypów CNC, a ich właściwości sprawiają, że są wszechstronnym wyborem do wielu różnych zastosowań przemysłowych. W tym artykule porównano różne właściwości tytanu i aluminium, należy wziąć pod uwagę różne czynniki przy wyborze tych dwóch materiałów. Aby uzyskać dodatkową pomoc, DDPROTOTYPE jest zawsze gotowy do dostarczenia konstruktywnych informacji.
Popraw nasze błędne przekonania
Mit: „Tytan jest znacznie lżejszy niż aluminium”.
Przepraszamy, ta opinia jest błędna, gdy spojrzymy na gęstość materiału, gęstość tytanu 4.5 g/cm50 jest w rzeczywistości o 3.0% cięższa niż aluminium XNUMX g/cmXNUMX.
Mit: „Tytan jest mocniejszy niż aluminium”.
Zależy to od rodzaju stopu, ale aluminium 7075-T6 ma prawie dwukrotnie większy stosunek wytrzymałości do masy niż tytan klasy 2.
Mit: „Aluminium jest szkodliwe dla środowiska”
Tytan emituje ponad 3 razy więcej dwutlenku węgla niż aluminium podczas produkcji materiałów, transportu i budowy.
Mit: „Aluminium jest szkodliwe dla ludzi”.
To niewiarygodna informacja, która krąży od lat 60-tych. W rzeczywistości 60 procent garnków i patelni sprzedawanych każdego roku w USA jest wykonanych z aluminium, a FDA donosi, że ilość aluminium, która dostaje się do żywności, jest znacznie niższa niż ilość naturalnie występująca w żywności. Ponadto twardo anodowane aluminium dodaje ultra-twardego, trwałego wykończenia nieskazitelnemu wykończeniu, zapewniając lepszy wygląd i bezpieczeństwo.