Lichtgewicht en toch duurzaam titanium, geweldige optie voor ruimtevaartonderdelen

Het laatste bericht in onze blogserie Materials Science brengt ons naar de wereld van verspanen. Hier kijken we naar hoogwaardig titanium en bespreken we de voor- en nadelen om u te helpen beslissen of dit het juiste materiaal is voor uw volgende bewerkingsproject.

Titanium is een populaire materiaaloptie voor onderdelen die kracht en corrosiebestendigheid vereisen bij een laag gewicht, zoals dit stuk van Helix's vouwfiets frame.

Eigenschappen en specificaties

Bij Protolabs bieden we titanium materiaal Titanium Grade 5 6Al-4V voor 3D-printen van metaal, CNC-frezen en CNC-draaien. Dit bericht zal zich richten op de klasse 5-legering die wordt gebruikt in bewerkingsprojecten. De gesmede titaniumlegering is de meest gebruikte soort en is een tweefasige alfa-beta-legering met aluminium als alfa-stabilisator en vanadium als bèta-stabilisator.

Titanium Grade 5 6Al-4V biedt zeer hoge sterkte, duurzaamheid en corrosiebestendige eigenschappen en kan worden gebruikt bij een breed scala aan temperaturen, van cryogeen (ongeveer -150 graden C) tot 800 graden F. Deze eigenschappen maken het een goede keuze voor een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder bevestigingsmiddelen, drukvaten en kritische smeedstukken die een hoge sterkte-gewichtsverhouding vereisen.

De lage thermische uitzetting van titanium, met een smeltpunt van ongeveer 3.000 graden F, betekent dat het zijn vorm goed behoudt bij blootstelling aan hitte. De legering wordt gebruikt in een gegloeide toestand of in oplossing en verouderde toestand, met respectievelijk 30-34 en 35-39 op de HRC-hardheidsschaal.

Titanium en de ruimtevaartindustrie

Zoals de 2019 Global Aerospace and Defence Industry Outlook van Deloitte aangeeft, blijft de productievraag stijgen naarmate de opwaartse groei voor de lucht- en ruimtevaart- en defensie-industrie voortduurt. En bij het ontwerpen voor lucht- en ruimtevaart- en defensietoepassingen is de materiaalkeuze van cruciaal belang. Voor componenten die de aarde verlaten, is het verminderen en lichter maken van componenten essentieel. Onderdeelontwerpers en ingenieurs in deze ruimte weten hoeveel gram brandstof er nodig is om een ​​gram gewicht te vliegen, dus kleine reducties zorgen voor grote winsten.

Het feit dat Titanium Grade 5 6Al-4V licht van gewicht is, terwijl het toch een hoge sterkte en temperatuurbestendigheid biedt, maakt het vooral populair in de luchtvaart- en ruimtevaartindustrie. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer compressorbladen, schijven en ringen voor straalmotoren; casco- en ruimtecapsulecomponenten; raketmotor gevallen; en rotornaven voor helikopters. Hoezeer het ook een hoge temperatuur- en corrosieweerstand heeft, titanium is een even slechte elektrische geleider, waardoor het een slechte optie is in elektrische toepassingen. Het is ook duurder in vergelijking met andere lichtgewicht metalen, zoals aluminium.

Wij bieden Type I, niet-RoHS (geel); Type II, RoHS (doorzichtig); Klasse 1A (maximale bescherming, geverfd of ongeverfd); en Klasse 3 (maximale bescherming waar lage elektrische weerstand vereist is) beplatingsopties.

Afwerkingsopties voegen extra weerstand toe

Verchromen is een geweldige manier om uw met titanium bewerkte onderdelen te beschermen tegen algemene slijtage. En aangezien het uiterlijk van klasse 5 titanium varieert afhankelijk van hoeveel het is veranderd, variërend van dof grijs in onbewerkte vorm tot glanzend zilver als het glad is, is plateren een goede manier om een ​​verbeterd en consistent cosmetisch uiterlijk te creëren.

Verchromen is een conversiecoating, wat betekent dat het proces het chemische karakter van het oppervlak verandert en het verandert in aluminiumoxide. De beschermende laag zorgt voor corrosiebestendigheid en een verbeterd cosmetisch uiterlijk van metalen onderdelen. Dit verschilt van het anodisatieproces - beschikbaar voor aluminium onderdelen - waarbij het onderdeel in een zuurbad wordt geplaatst terwijl elektriciteit loopt tussen het metaal - dat fungeert als een positief geladen anode - en het zuurstofrijke zuurbad. Binnen het elektrische circuit trekken tegenpolen elkaar aan en bindt zuurstof zich aan het metaal, waardoor een dikkere beschermende laag op het oppervlak wordt gevormd om slijtage en corrosiebescherming te bieden.

Ga voor meer informatie over onze productiematerialen naar onze materiaalvergelijkingsgids of bestel een gratis materiaalkiezer voor CNC-bewerkingen. De beknopte handleiding in zakformaat helpt u bij het identificeren van de juiste materialen voor uw volgende project, met een lijst van specifieke afmetingen van eigenschappen om ervoor te zorgen dat u het meest geschikte materiaal en proces voor de toepassing van uw onderdeel hebt.