Titan je lehký, ale pevný kov, který je pro titan stále důležitější CNC obrábění v celé řadě průmyslových odvětví díky svému vynikajícímu poměru pevnosti k hmotnosti, odolnosti proti korozi a biokompatibilitě. V tomto článku prozkoumáme, co je titan, jeho vlastnosti, různé třídy titanu vhodné pro CNC obrábění a mnoho výhod tohoto univerzálního materiálu ve výrobě.
Co je titan?
Titan je přechodný kov známý svou pozoruhodnou pevností a nízkou hustotou. Je to devátý nejrozšířenější prvek v zemské kůře a je široce používán v průmyslových odvětvích, jako je letectví, automobilový průmysl a biomedicína, díky své vynikající odolnosti proti korozi a biokompatibilitě.
Tento lehký kov je také vysoce odolný vůči teplu a odolá extrémnímu prostředí, takže je ideální volbou pro vysoce výkonné aplikace. Kromě toho lze titan snadno legovat s jinými kovy, aby se zlepšily jeho vlastnosti, což z něj činí všestranný materiál v moderní výrobě, zejména v procesech CNC obrábění.
Vlastnosti titanu
- Fyzikální vlastnosti
Vzhled: Stříbrno-bílá metalíza a lesk.
Hustota: Nízká, díky čemuž je lehká.
Pevnost: Vysoký poměr pevnosti k hustotě, který je nejvyšší mezi kovovými prvky. Je stejně pevná jako některé oceli, ale mnohem lehčí3.
Body tání a varu: Vysoký bod tání asi 1668 °C (3034 °F) a bod varu 3287 °C (5949 °F).
- Chemické vlastnosti
Pevnost: Titan má výjimečnou pevnost, často ve srovnání s ocelí, ale je mnohem lehčí.
Odolnost proti korozi: Jednou z nejpozoruhodnějších vlastností titanu je jeho odolnost vůči korozi. I v drsném prostředí vytváří pasivní oxidovou vrstvu, která zabraňuje oxidaci a degradaci.
Odolnost vůči teplu: Titan si zachovává své mechanické vlastnosti při vysokých teplotách, takže je vhodný pro aplikace zahrnující extrémní teploty. Tato vlastnost je kritická pro letecké součásti a průmyslové stroje, které potřebují pracovat při vysokých teplotách.
Biokompatibilita: Titan je biokompatibilní, netoxický a lidským tělem dobře snášen. Díky tomu je vynikající volbou pro lékařské implantáty a zařízení, protože minimalizuje riziko nežádoucích reakcí a zajišťuje bezpečnost pacienta.
Nízká tepelná vodivost: Titan má nízkou tepelnou vodivost a nepřenáší teplo tak efektivně jako jiné kovy. Tato charakteristika je výhodná v aplikacích, které vyžadují tepelnou izolaci a pomáhá udržovat požadovanou teplotu součásti.
Klasifikace jakostí pro CNC obrábění titanových slitin
Pokud jde o CNC obrábění, titan je kategorizován do různých tříd, z nichž každá nabízí odlišné vlastnosti a aplikace.
- Stupeň 1 (čistý titan s nízkým obsahem kyslíku)
Stupeň 1 je nejměkčí a nejtažnější forma titanu s nejnižším obsahem kyslíku.
- Stupeň 2 (čistý titan se standardním obsahem kyslíku)
Titan 2. třídy nabízí rovnováhu mezi pevností a tažností, s mírně vyšším obsahem kyslíku než 1. třída.
- Stupeň 3 (čistý titan se středním obsahem kyslíku)
Titan třídy 3 poskytuje zvýšenou pevnost ve srovnání s třídami 1 a 2 se středním obsahem kyslíku.
- Stupeň 4 (čistý titan s vysokým obsahem kyslíku)
Titan třídy 4 je známý svou vysokou pevností díky vyššímu obsahu kyslíku.
- Stupeň 5 (Ti6Al4V)
Stupeň 5 je nejběžněji používaná slitina titanu sestávající z 90 % titanu, 6 % hliníku a 4 % vanadu.
- Stupeň 6 (Ti5Al-2.5Sn)
Stupeň 6 je slitina s 5 % hliníku a 2.5 % cínu, která poskytuje dobrou rovnováhu mezi pevností a odolností proti korozi.
- Stupeň 7 (Ti-0.15Pd)
Titan třídy 7 obsahuje palladium, které zvyšuje jeho odolnost proti korozi.
- Stupeň 11 (Ti-0.15Pd)
Podobně jako Grade 7, Grade 11 také obsahuje palladium, ale nabízí vylepšené mechanické vlastnosti.
- Stupeň 12 (Ti0.3Mo0.8Ni)
Stupeň 12 je slitina titanu, molybdenu a niklu, která poskytuje jedinečný soubor vlastností.
- Třída 23 (T6Al4V-ELI)
Stupeň 23 je varianta stupně 5 s nízkým obsahem kyslíku, známá jako ELI (Extra Low Interstitial).
Titanová třída | Výhody | Nevýhody | Aplikace |
Grade 1 | Vynikající odolnost proti korozi a tvarovatelnost. | Omezené použití ve vysoce namáhaných prostředích. | Chemické zpracování, mořské prostředí, svařování. |
Grade 2 | Dobrá svařitelnost a odolnost proti korozi. | Není vhodný pro vysoce namáhané aplikace. | Letecké komponenty, lékařské přístroje, námořní. |
Grade 3 | Vyšší pevnost než stupně 1 a 2. | Snížená tažnost ve srovnání s nižšími třídami. | Součásti letadel, aplikace střední pevnosti. |
Grade 4 | Nejlepší kombinace pevnosti a odolnosti proti korozi. | Snížená tažnost činí operace tváření náročnými. | Letectví, automobilové komponenty, lékařské implantáty. |
Stupeň 5 (Ti6Al4V) | Vynikající poměr pevnosti k hmotnosti a únavová pevnost. | Náročnější zpracování díky vysoké pevnosti. | Letecké konstrukce, automobilové komponenty, implantáty. |
Stupeň 6 (Ti 5 Al-2.5Sn) | Výborná svařitelnost a obrobitelnost. | Nižší pevnost ve srovnání se stupněm 5. | Letectví, námořní aplikace vyžadující odolnost proti korozi. |
Stupeň 7 (Ti-0.15Pd) | Vynikající odolnost proti lokální korozi. | Vyšší cena kvůli obsahu palladia. | Chemické zpracování, petrochemické aplikace. |
Stupeň 11 (Ti-0.15Pd) | Kombinuje odolnost proti korozi s lepší pevností. | Vyšší cena může omezit použití v méně kritických aplikacích. | Drsné chemické prostředí vyžadující vysokou odolnost proti korozi. |
Stupeň 12 (Ti0.3Mo0.8Ni) | Vynikající odolnost proti korozi, zejména v chloridovém prostředí. | Náročnější na obrábění kvůli legujícím prvkům. | Chemické zpracování, aplikace ropy a plynu. |
Třída 23 (T6Al4V-ELI) | Zlepšená tažnost a lomová houževnatost pro kritické aplikace. | Vyšší náklady v důsledku dalších požadavků na zpracování. | Lékařské implantáty, letecké aplikace vyžadující spolehlivost. |
Výhody obrábění titanových dílů
Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti
Titan má vynikající poměr pevnosti k hmotnosti, poskytuje vysokou pevnost při relativně nízké hmotnosti. Díky této vlastnosti jsou titanové díly nezbytností pro průmyslová odvětví, jako je letecký a automobilový průmysl, kde je snížení hmotnosti kritické, protože přispívá ke spotřebě paliva a výkonu.
odolnost proti korozi
Titan je vysoce odolný vůči korozi, zejména v drsném prostředí. Dokáže odolat mořské vodě, chlóru a dalším korozivním látkám bez degradace, díky čemuž jsou titanové díly ideální pro námořní, chemické a lékařské aplikace.
Biokompatibilita
Titan je biokompatibilní, to znamená, že nereaguje s lidskou tkání, což z něj činí ideální materiál pro lékařské implantáty a protetiku. Díky své kompatibilitě a odolnosti v lidském těle jsou obrobené titanové díly široce používány v ortopedických, stomatologických a jiných chirurgických zařízeních.
Odolnost vůči teplu
Titan si zachovává svou pevnost a stabilitu při vysokých teplotách, takže je ideální pro aplikace, které vyžadují tepelnou odolnost, jako je letecký a automobilový průmysl. Díly vyrobené z titanu mohou odolat prostředí s vysokou teplotou bez ztráty strukturální integrity.
Odolnost a dlouhá životnost
Titanové díly jsou extrémně odolné a poskytují dlouhodobou spolehlivost v extrémních podmínkách. Jejich houževnatost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a únavě prodlužují životnost a snižují potřebu časté výměny dílů.
Nízká tepelná roztažnost
Titan má ve srovnání s jinými kovy nízký koeficient tepelné roztažnosti, což znamená, že se titan při změnách teplot roztahuje nebo smršťuje velmi málo. Tato vlastnost upřednostňuje přesné aplikace, které vyžadují vysokou rozměrovou stabilitu, jako jsou letecké součásti nebo vědecké přístroje.
Věci Consider Wslepice Mbolení TItanium
Při obrábění titanu je třeba vzít v úvahu několik důležitých faktorů.
1.Vlastnosti materiálu
Titan má jedinečné materiálové vlastnosti, včetně vysoké pevnosti a nízké hmotnosti. Tyto vlastnosti činí titan náročnější na obrábění než jiné kovy. Znalost vlastností titanu předem je výhodná pro CNC obrábění titanu.
2. Výroba tepla
Titan má tendenci vytvářet během obrábění velké množství tepla. Toto teplo může vést k tepelné deformaci a ovlivnit přesnost konečného produktu. Účinné metody chlazení, jako je použití vhodné řezné kapaliny, napomáhají regulaci tepla a zachování rozměrové přesnosti.
3. Výběr nástroje
Standardní nástroje HSS nemusí být schopny odolat náročným řezům titanu. Proto se často doporučují tvrdokovové nástroje, protože si poradí s tvrdostí a odolností materiálu proti opotřebení.
4.Ovládání čipu
Titan produkuje dlouhé tenké třísky, které mohou bránit obráběcím operacím a vést k poškození nástroje. Přijetí správné geometrie nástroje (např. konstrukce utvařeče) a optimalizace rychlosti posuvu může pomoci řídit tok třísky a snížit riziko komplikací během obrábění.
5.Chlazení a mazání
Použití specializovaných řezných kapalin může snížit hromadění tepla a zabránit deformaci obrobku.
6. Způsob upínání obrobku
Díky svému nízkému modulu pružnosti je titan náchylný k vibracím a pohybu při obrábění. Pro minimalizaci těchto problémů a zajištění přesnosti je nutné použít bezpečnou a stabilní metodu upnutí obrobku.
7. Zvažte procesy po obrábění
Po opracování mohou titanové součásti vyžadovat další procesy, jako je odstraňování otřepů, dokončovací práce nebo eloxování.
Povrchové úpravy obráběných titanových dílů
- vyhlazování
Vyhlazování je základní povrchová úprava, která zahrnuje odstranění nedokonalostí a nepravidelností na titanových dílech.
- Leštění
Leštění zvyšuje povrchovou úpravu obrobených titanových dílů do vysokého lesku. Tento proces využívá jemnější brusiva nebo leštící směsi k vytvoření reflexního povrchu.
- Tryskání korálků
Bead blasting je technika, která využívá malé sférické médium k dopadu na povrch obrobených titanových dílů. Tato metoda účinně čistí povrch, odstraňuje nečistoty a vytváří jednotnou texturu a také pomáhá zlepšit přilnavost následných nátěrů.
- kartáčování
Kartáčování dává obrobeným titanovým dílům výraznou lineární texturu, která zvyšuje estetickou přitažlivost a zároveň skrývá drobné škrábance a nedokonalosti.
- Malba
Lakování je k dispozici pro přizpůsobení barev a ochranu obrobených titanových dílů vystavených drsnému prostředí.
- Chromování
Chromováním se na obrobené titanové díly nanáší tenká vrstva chrómu, čímž se zlepšuje jejich vzhled i odolnost proti korozi. Tento proces galvanického pokovování má za následek jasný, reflexní povrch, který také zlepšuje odolnost proti opotřebení, takže je ideální pro dekorativní a automobilové aplikace po obrábění titanových dílů.
- PVD povlak
PVD povlak (Physical Vapour Deposition) vytváří trvanlivý tenký povlak, který zvyšuje odolnost proti opotřebení a snižuje tření. Nabízí různé barevné varianty, díky čemuž je vhodný pro funkční i estetické účely po obrábění titanových dílů.
- Práškové lakování
Práškové lakování zahrnuje nanášení suchého prášku na obrobené titanové díly, které se následně vytvrzují teplem, aby se vytvořil pevný ochranný povrch. Tato metoda poskytuje vynikající odolnost proti vylamování a vyblednutí spolu s širokou škálou barevných možností, čímž se zvyšuje celková životnost po obrobení titanových dílů.
- elektroforézy
Elektroforéza je elektrochemický dokončovací proces, který nanáší polymerní povlak na obrobené titanové díly.
Zvolte EASIAHOME pro obrábění titanových dílů
Pokud jde o obrábění titanových dílů, EASIAHOME je nejlepší výrobce titanových CNC obráběcích služeb z Číny, který vyniká jako vaše nejlepší volba pro kvalitu a přesnost. Naše nejmodernější CNC technologie a zkušený tým zajišťují, že vaše zakázkové titanové komponenty splňují přesné specifikace a průmyslové standardy.
Často kladené otázky (FAQ)
Otázka: Jaký je nejlepší materiál pro řezání titanu?
Odpověď: Nejlepší materiály pro řezání titanu jsou typicky tvrdokovové nástroje, zejména ty s povlaky jako TiAlN nebo TiN. Tyto materiály odolávají vysokému namáhání a teplotám vznikajícím při obrábění, čímž prodlužují životnost nástroje a výkon.
Otázka: Proč je obrábění titanu obtížné?
Odpověď: Obrábění titanu je náročné kvůli jeho vysoké pevnosti, nízké tepelné vodivosti a sklonu k mechanickému zpevnění. Tyto vlastnosti vedou ke zvýšenému opotřebení nástroje a tvorbě tepla, což vyžaduje přesné řízení řezných parametrů a pokročilé nástroje.
Otázka: Jaké jsou náklady na CNC obrábění titanu?
Odpověď: Náklady na CNC obrábění titanu se liší v závislosti na faktorech, jako je složitost součásti, tloušťka materiálu a požadavky na konečnou úpravu. Obvykle je obrábění titanu dražší než jiné kovy kvůli jeho specializovaným nástrojům a potřebám zpracování.
Otázka: Jaká je rychlost posuvu frézování titanu?
Odpověď: Rychlost posuvu pro frézování titanu se obvykle pohybuje od 0.1 do 0.5 mm na zub, v závislosti na průměru nástroje, podmínkách obrábění a požadované kvalitě povrchu. K optimalizaci výkonu a minimalizaci opotřebení nástroje mohou být nutné úpravy.
Otázka: Je titan při obrábění hořlavý?
Odpověď: Titan sám o sobě není během obrábění hořlavý, ale jemné titanové třísky se mohou vznítit, pokud jsou vystaveny dostatečnému teplu a kyslíku. Toto riziko může zmírnit přijetí náležitých opatření, jako je kontrola hromadění třísek a použití vhodných metod chlazení.
