Легкий, но прочный титан, отличный вариант для аэрокосмических деталей

Последний пост в нашей серии блогов по материаловедению переносит нас в мир механической обработки. Здесь мы рассмотрим высокопрочный титан и разберем преимущества и недостатки, чтобы помочь вам решить, подходит ли этот материал для вашего следующего проекта обработки.

Титан — популярный материал для изготовления деталей, требующих прочности и коррозионной стойкости при малом весе, как, например, эта деталь от Helix. складная велосипедная рама.

Свойства и характеристики

В Protolabs мы предлагаем титановый материал Titanium Grade 5 6Al-4V для 3D-печати металлом, фрезерной и токарной обработки с ЧПУ. Этот пост будет посвящен сплаву класса 5, используемому в проектах механической обработки. Деформируемый титановый сплав является наиболее широко используемым сортом и представляет собой двухфазный альфа-бета-сплав с алюминием в качестве альфа-стабилизатора и ванадием в качестве бета-стабилизатора.

Титан марки 5 6Al-4V обладает очень высокими прочностными, долговечными и коррозионно-стойкими свойствами и может использоваться в широком диапазоне температур от криогенных (примерно -150 градусов по Цельсию) до 800 градусов по Фаренгейту. Эти свойства делают его хороший выбор для различных применений, включая крепеж, сосуды под давлением и критические поковки, требующие высокого отношения прочности к весу.

Низкое тепловое расширение титана с температурой плавления около 3000 градусов по Фаренгейту означает, что он хорошо сохраняет свою форму при воздействии тепла. Сплав используется в отожженном состоянии или растворе и состаренном состоянии, регистрируя 30-34 и 35-39 соответственно по шкале твердости HRC.

Титан и аэрокосмическая промышленность

Как показывает глобальный прогноз аэрокосмической и оборонной промышленности на 2019 год от Deloitte, поскольку в аэрокосмической и оборонной отраслях сохраняется тенденция к росту, спрос на продукцию также продолжает расти. А при проектировании для аэрокосмической и оборонной промышленности выбор материала имеет решающее значение. Для компонентов, покидающих землю, ключевое значение имеют уменьшение и облегчение компонентов. Частично дизайнеры и инженеры в этой области знают, сколько унций топлива требуется для полета грамма веса, поэтому небольшие сокращения приводят к значительному увеличению.

Тот факт, что титан Grade 5 6Al-4V имеет малый вес, но при этом обладает высокой прочностью и термостойкостью, делает его особенно популярным в авиационной и аэрокосмической промышленности. Общие области применения включают лопатки компрессоров, диски и кольца для реактивных двигателей; компоненты планера и космической капсулы; корпуса ракетных двигателей; и втулки несущего винта вертолета. Однако, несмотря на то, что титан может похвастаться высокой термостойкостью и коррозионной стойкостью, он в равной степени является плохим проводником электричества, что делает его плохим вариантом для электрических применений. Кроме того, он дороже по сравнению с другими легкими металлами, такими как алюминий.

Мы предлагаем тип I, не соответствующий требованиям RoHS (желтый); Тип II, RoHS (прозрачный); Класс 1А (максимальная защита, окрашенная или неокрашенная); и варианты покрытия Класса 3 (максимальная защита, когда требуется низкое электрическое сопротивление).

Варианты отделки добавляют дополнительное сопротивление

Хромирование — отличный способ защитить обработанные детали из титана от общего износа. А поскольку внешний вид титана класса 5 варьируется в зависимости от того, насколько сильно он был изменен, от тускло-серого в необработанном виде до блестящего серебристого в гладком виде, металлизация — хороший способ создать улучшенный и устойчивый косметический вид.

Хромирование — это конверсионное покрытие, то есть процесс изменяет химический состав поверхности, превращая ее в оксид алюминия. Его защитный слой обеспечивает коррозионную стойкость и улучшает внешний вид металлических деталей. Это отличается от процесса анодирования, доступного для алюминиевых деталей, при котором деталь помещается в кислотную ванну, в то время как электричество проходит между металлом, действующим как положительно заряженный анод, и кислотной ванной, богатой кислородом. В электрической цепи противоположности притягиваются, а кислород связывается с металлом, образуя более толстый защитный слой на поверхности, обеспечивающий защиту от износа и коррозии.

Для получения дополнительной информации о наших производственных материалах посетите наше Руководство по сравнению материалов или закажите бесплатный выбор материалов для обработки с ЧПУ. Карманный краткий справочный справочник поможет вам определить подходящие материалы для вашего следующего проекта, перечислив конкретные измерения свойств, чтобы убедиться, что у вас есть наиболее подходящий материал и процесс для применения вашей детали.