Следуйте за мной на: 
Титан VS Алюминий, для проекта обработки с ЧПУ
При выборе легкого, но высокопрочного материала для вашего CNC-обработка проект, титан и алюминий должны быть первыми, что приходит на ум. То же самое верно, и титан, и алюминий имеют отличное отношение прочности к весу, устойчивы к коррозии и нагреву и доказали свою впечатляющую универсальность для изготовления нестандартных деталей или прототипов в различных отраслях промышленности. Чтобы помочь вам сделать правильный выбор, мы проведем всестороннее сравнение различий между титаном и алюминием.
Что такое титан?
Титан представляет собой прочный, легкий металлический материал с серебристым блеском, высокой прочностью, хорошей теплопроводностью и хорошей коррозионной стойкостью. К сожалению, титан трудно очищать и обрабатывать с ЧПУ, что делает его более дорогим, чем многие другие металлы. Титан прочнее обычной мягкой стали и в два раза прочнее слабых алюминиевых сплавов, но при этом весит на 45% меньше, чем мягкая сталь, и на 60% тяжелее алюминия. Поскольку титан прочнее, на единицу прочности требуется меньше титана. Температура плавления титана 1668°С, а его атомный радиус 147 микрон. Обладает сильной легирующей способностью с железом, ванадием, молибденом и другими металлами. Титан также не магнитен и не токсичен, плохо проводит электричество и имеет низкую скорость теплового расширения. Высокая биосовместимость также является отличительной чертой титана, что означает, что он является отличным материалом для медицинских устройств, таких как замена коленного сустава, кардиостимуляторы, черепные пластины, зубные имплантаты и многое другое. Кроме того, титан обладает высокой степенью коррозионной стойкости, что делает его широко используемым в химической и морской промышленности.
В большинстве случаев титан используется в различных областях в виде титановых сплавов. Титановые сплавы — это металлы, содержащие смесь титана и других химических элементов. Этот титановый сплав обладает очень высокой прочностью на растяжение, ударной вязкостью, малым весом, отличной коррозионной стойкостью и способностью выдерживать экстремальные температуры.
Титановый сплав 2 класса
Титановый сплав 2 класса. Титановые сплавы Grade 2 обладают отличной способностью к холодной штамповке, свариваемостью и обладают отличной стойкостью к окислению и коррозии. Титановые сплавы класса 2 являются предпочтительным выбором для многих применений, включая аэрокосмическую промышленность, автомобилестроение, химическую обработку и производство хлоратов, опреснение и многое другое.
5 класс - Ти-6Ал-4В.
5 класс – Ti-6Al-4V. Марка 5 является наиболее часто используемым титановым сплавом, на долю которого приходится более 50% мирового потребления титана. Это сплав α + β, состоящий из 6% алюминия, 4% ванадия, 0.25% (максимум) железа, 0.2% (максимум) кислорода, около 90% состава титана. Поскольку Ti-6Al-4V может подвергаться термообработке, его прочность, коррозионная стойкость, свариваемость и обрабатываемость превосходят коммерческий чистый титан (марка 1-4), и его можно применять при температуре окружающей среды 400 градусов Цельсия. Ti-6Al-4V широко используется в различных областях, в том числе: авиационные турбины, компоненты двигателей, элементы конструкции самолетов, аэрокосмические крепежные детали, высокопроизводительные детали автоматики, судостроение и т. д.
Что такое алюминий?
Алюминий — надежный, прочный, немагнитный и пластичный легкий металл с хорошим соотношением веса и прочности, хорошей коррозионной стойкостью и высокой вязкостью разрушения. Алюминий имеет серебристо-белый вид, поскольку подвергается воздействию внешней среды и образует на поверхности тонкий слой оксида алюминия, препятствующий дальнейшей коррозии. Алюминий — это недорогой и легко обрабатываемый на станках с ЧПУ металлический материал, который естественно устойчив к кислотным средам и легко подвергается коррозии в щелочных средах. Алюминия в земле больше, чем титана в целом, и его легко очистить, поэтому это экономичный выбор.
Алюминий имеет очень хорошую теплопроводность, в три раза больше, чем у нержавеющей стали, и не токсичен. Его температура плавления составляет 660 градусов по Цельсию, что делает его идеальным выбором для приготовления пищи. Он обычно широко используется в различных областях в виде алюминиевого сплава, а элементы его сплава не ограничиваются Cu, Mn, Si, Mg, Mg+Si, Zn. По соотношению легирующих элементов алюминиевые сплавы делятся на 9 серий (от Al1xxx до Al9xxx).
1xxx: без легирующих элементов
2ххх: Медь
3xxx: марганец
4ххх: кремний
5xxx: магний
6xxx: магний и кремний
7xxx: цинк, магний и медь
8xxx: Другие элементы, не охваченные другими сериями.
Алюминиевые сплавы широко используются в аэрокосмической, автомобильной, строительной, пищевой, упаковочной, электрической и электронной областях, таких как фюзеляжи самолетов, двигатели, автомобильные колеса, радиаторы, блоки цилиндров, коленчатые валы и другие детали.
Разница между титаном и алюминием
Всесторонне сравните разницу между титановым сплавом и алюминиевым сплавом, узнайте разницу между титаном и алюминием, нам будет легче выбрать лучший материал для вашего проекта обработки с ЧПУ.
Элементарный состав.Большое значение имеет состав легирующих элементов, который влияет на определенные свойства титановых или алюминиевых сплавов, включая коррозионную стойкость, жаропрочность, вес и т. д. Другие элементы титановых сплавов включают азот, водород, кислород, углерод, железо и никель, среди прочего, в количестве от 0.013 до 0.5%. Другие элементы алюминиевых сплавов включают кремний, цинк, магний, марганец, медь, железо, титан, хром, цирконий и тому подобное.
Устойчивость к коррозии.И титан, и алюминий обладают отличной коррозионной стойкостью, но обычно считается, что титан более устойчив к коррозии, чем алюминий, из-за инертности титана. Титан также обладает высокой биосовместимостью и имеет больше применений в медицинской промышленности. Кроме того, коррозионная стойкость титана в морской воде впечатляет, что делает его очень популярным в морской промышленности. С другой стороны, на поверхности алюминиевого сплава будет образовываться слой оксидной пленки, поэтому химически реагировать с коррозионными материалами непросто, но это также зависит от химических веществ, температуры и других факторов окружающей среды. Когда в проекте обработки с ЧПУ основное внимание уделяется коррозионной стойкости, титан является идеальным выбором.
Обычно мы используем медь в качестве стандарта для проведения электричества, и ее проводимость составляет 100%. Титан имеет проводимость 3.1% меди, поэтому титан не является хорошим проводником электричества, но его можно использовать для изготовления резисторов. Алюминий имеет проводимость на 64% больше, чем у меди, поэтому алюминий является хорошим проводником электричества. Алюминий идеально подходит, если электропроводность является главной задачей для вашего проекта обработки с ЧПУ.
Теплопроводность.Теплопроводность материала очень важна для изготовления теплорассеивающих деталей или прототипов. Титан имеет теплопроводность 118 БТЕ-дюйм/час-фут²-°Fм (17.0 Вт/мК), а алюминий имеет теплопроводность 1460 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F (210 Вт/мК) в десять раз . Вот почему алюминий часто используют для изготовления радиаторов, теплообменников, кухонной техники.
Температура плавления.Температура, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое, называется его температурой плавления. При температуре плавления металлы находятся в равновесном состоянии твердого тела и жидкости. Металлы с более низкой температурой плавления обычно легче поддаются литью под давлением или экструзии. Температура плавления титана составляет 1650–1670 °C, что является очень высокой температурой. Алюминий, с другой стороны, имеет температуру плавления 660.37 ° C. Если термостойкость является главной задачей для вашего проекта обработки с ЧПУ, титан — идеальный материал.
Твердость материала обычно относится к значению твердости по Бринеллю, твердость по Бринеллю для титана составляет 70 HB, а твердость по Бринеллю для чистого алюминия составляет 15 HB, но твердость некоторых алюминиевых сплавов, таких как 7075 и 6082, выше, чем это из титана. Титан образует на поверхности очень твердый слой оксида титана, идеально подходящий для проектов с ЧПУ, где твердость является основным фактором.
Плотность титана 4500 кг/м 3 , а плотность алюминия 2712 кг/м 3 , поэтому в единице объема титан на 60% тяжелее алюминия. При той же физической прочности будет использоваться меньше титана. Если отношение прочности к весу является основным фактором для вашего проекта обработки с ЧПУ, титан предпочтительнее алюминия. Алюминий больше подходит, если основным фактором является легкий вес.
И титан, и алюминий очень прочны и прослужат долго. Титан чрезвычайно прочен, например, оправы для очков из титана могут использоваться десятилетиями без износа. И титан, и алюминий подходят для изготовления нестандартных деталей или прототипов для обеспечения долговечности. Если сравнивать эти два материала, титан более долговечен.
Обрабатываемость Степень, в которой металл реагирует на нагрузку при механической обработке, включая штамповку, токарную обработку с ЧПУ, фрезерование с ЧПУ и т. д. Обработка с ЧПУ идеально подходит для изготовления деталей из титана или алюминия, обычно в течение 24 часов и в пределах +/- 0.005 дюйма (0.13 мм). Но обработка титановых деталей с ЧПУ часто является сложной задачей из-за накопления титановой стружки на высокоскоростном вращающемся инструменте. Обработка алюминия с ЧПУ очень проста, поэтому стоимость обработки алюминия с ЧПУ обычно намного ниже, чем у титана.
Цена титанового сплава выше, чем у алюминиевого сплава. Конечно, обработка титана с ЧПУ более сложна и затратна, а шлифовка, гибка и сварка титана требуют более профессиональных знаний. Алюминий относительно более экономичен.
Предел прочности. Предел текучести относится к напряжению, при котором материал необратимо деформируется. Титан имеет предел текучести от 170 МПа до примерно 480 МПа, в то время как чистый алюминий имеет предел текучести от 7 МПа до примерно 11 МПа. Предел текучести алюминиевых сплавов составляет от 200 до 600 МПа.
Предел прочности.Наибольшая прочность на растяжение титанового сплава составляет около 1400 МПа, а у алюминиевого сплава выше 690 МПа.
Применение титанового сплава
Титановые сплавы используются в самых разных областях, в том числе:
Авиационно-космическая промышленность – используются для изготовления шасси самолетов, гидравлических систем, других ответственных конструктивных элементов и т. д.
Медицинская промышленность – Производство таких продуктов, как зубные имплантаты, протезы тазобедренного и коленного суставов, хирургические инструменты и т. д.
Потребитель и строительство – Производство спортивных товаров, оправ для очков, запчастей для велосипедов (горных велосипедов, гоночных автомобилей и т. д.), огнестрельного оружия и т. д.
Промышленное применение – Производство клапанов, теплообменников, мишеней для распыления, технологических сосудов и т. д.
Морской и аэрокосмический (шасси, брандмауэры, критические элементы конструкции, гидравлические системы.
ювелирных изделий (часы, кольца, ожерелья и т.д.).
Применение алюминиевого сплава
Энергетические системы – сплавы проводников, генераторы, моторные трансформаторы и т. д.
Товары народного потребления – предметы домашнего обихода, такие как кухонная утварь и мебель.
Машины и оборудование – инструменты, трубы и другие рабочие материалы.
Транспорт (самолеты, вагоны, велосипеды, автомобили, грузовики, корабли, космические корабли и т.д.)
Упаковка (банки, рамки, фольга)
Строительство и строительство (окна, сайдинг, крыши, двери, электропроводка, обшивка и т.д.)
Вы должны использовать титан или алюминий?
Титан и алюминий являются двумя важными металлическими материалами для изготовления нестандартных деталей и прототипов станков с ЧПУ, а их свойства делают их универсальным выбором для многих различных промышленных применений. В этой статье сравниваются различные свойства титана и алюминия. Пожалуйста, учитывайте различные факторы при выборе этих двух материалов. Для получения дополнительной помощи DDPROTOTYPE всегда готов предоставить полезную информацию.
Исправьте наши заблуждения
Миф: «Титан намного легче алюминия».
Извините, это мнение неверно, когда мы смотрим на плотность материала, плотность титана 4.5 г/куб.см фактически на 50% тяжелее, чем плотность алюминия 3.0 г/куб.см.
Миф: «Титан прочнее алюминия».
Это зависит от типа сплава, но алюминий 7075-T6 имеет почти вдвое большее отношение прочности к весу, чем титан класса 2.
Миф: «Алюминий вреден для окружающей среды»
Титан выделяет более чем в 3 раза больше углекислого газа, чем алюминий, при производстве материалов, транспортировке и строительстве.
Миф: «Алюминий вреден для человека».
Это недостоверная информация, которая циркулирует с 60-х годов. На самом деле, 60 процентов кастрюль и сковородок, продаваемых в США каждый год, сделаны из алюминия, и FDA сообщает, что количество алюминия, попадающего в пищу, значительно ниже того количества, которое естественным образом содержится в пище. Кроме того, твердый анодированный алюминий добавляет сверхпрочную и долговечную отделку к первозданной отделке для лучшего внешнего вида и безопасности.