Все, что вам следует знать перед изготовлением титановых изделий на заказ

Обзор

Титан — слово произошло от греческого слова «титаны», что в основном означает боги. Прочный материал имеет атомный номер 22 в периодической таблице и имеет атомный вес 47,87. Металл в настоящее время является одним из самых популярных металлов, используемых в современной промышленности, благодаря высокой прочности, пластичности и прочности. Технически он сейчас управляет большей частью металлургической промышленности наряду с нержавеющей сталью и алюминием.

Понимание того, что такое титан

Титан — очень легкий и очень прочный металл, который можно использовать для изготовления многих деталей во многих отраслях промышленности. От часов, серег до аэрокосмических деталей, хирургического и военного оборудования — титан сегодня используется повсеместно.

Название произошло от греческого слова «Боги» — «Титан». Итак, мы можем понять прочность и долговечность этого чудесного материала. По следующим причинам титан является очень популярным материалом и становится все популярнее с каждым днем:

• Как мы уже говорили, вы можете найти этот материал очень прочным, но легким для работы. По сравнению со сталью титановый стержень имеет вес 40-451ТП2Т.
• Детали из титана устойчивы к ржавчине и коррозии.
• Титан легко сплавляется с железом, молибденом или алюминием, что делает его идеальным для широкого спектра отраслей промышленности.
• Что касается легкости, то он используется в аэрокосмической отрасли, а для защиты от соли титан также используется во многих подводных и морских применениях.

В настоящее время это один из самых популярных металлов на рынке.

Зачем использовать услуги по обработке титана?

По многим причинам вы можете воспользоваться услугами по обработке титана. Это очень хороший металл для работы из-за:

• Его высокая прочность и долговечность, но низкая плотность. По этим причинам лучше всего ставить те детали, где нужен небольшой вес, но хорошая прочность.

• Легкий и устойчивый к температуре делает его идеальным для аэрокосмической промышленности.
• Из-за коррозионной стойкости и устойчивости к соли вы, безусловно, можете использовать его на кораблях и лодках, что дает ему подводное и морское применение.
• И последнее, но не менее важное: даже в часовой индустрии их хвалят и ценят за то, что они легкие на запястьях.

Более того, поскольку они легко сплавляются со многими другими металлами, их обработка становится довольно простой.

Распространенное применение деталей из титана

Детали из титана находят применение в различных отраслях промышленности благодаря уникальным свойствам титана. Некоторые распространенные приложения включают в себя:

• Аэрокосмическая и автомобильная промышленность: Титановые листы и трубы играют решающую роль в разработке более легких и эффективных самолетов и транспортных средств. Его устойчивость к экстремальным температурам и коррозии способствует более безопасной и надежной транспортировке.
• Медицинские инновации: Медицинский сектор получает большую выгоду от использования титана. Его использование в зубных имплантатах и ювелирных изделиях подчеркивает его биосовместимость, гарантируя безопасность и долговечность медицинских устройств.
• Химическая обработка: Устойчив к коррозии, подходит для реакторов, теплообменников и труб в агрессивных химических средах.
• Военные и оборонные: Ценится за прочность, долговечность и коррозионную стойкость брони, компонентов ракет и военной техники.
• Нефти и газа: Решающее значение для коррозионностойкого оборудования, включая морские платформы, трубопроводы и скважинные компоненты.
• Выработка энергии: Используется на электростанциях для теплообменников и конденсаторов из-за устойчивости к коррозии и высоким температурам.
• Электроника и товары народного потребления: Используется в смартфонах, ноутбуках и часах для обеспечения долговечности и современной эстетической привлекательности.
• морской: Необходим в морских применениях для коррозионностойких компонентов, таких как гребные валы, клапаны и подводное оборудование.
• Повседневный Титан: Помимо специализированных областей, присутствие титана в потребительских товарах, таких как спортивное оборудование и кухонная посуда, привносит его превосходные свойства в нашу повседневную жизнь. Варианты индивидуальной настройки, такие как анодированный титан, предлагают как эстетическую красоту, так и функциональные преимущества.

Уникальное сочетание прочности, низкой плотности и коррозионной стойкости делает титан универсальным для различных применений в различных отраслях промышленности.

Преимущества использования титана в сфере механической обработки

Использование титана в механической обработке дает ряд преимуществ, что делает его предпочтительным материалом в различных отраслях промышленности. Вот некоторые ключевые преимущества:

Высокое соотношение прочности и веса:

• Титан прочен и долговечен, но в то же время легкий, что имеет решающее значение для чувствительных к весу применений, таких как аэрокосмическая промышленность.

Устойчивость к коррозии:

• Обладает превосходной коррозионной стойкостью, увеличивая долговечность и надежность обработанных деталей.

Биосовместимость:

• Биосовместим и нетоксичен, что делает его идеальным для медицинских имплантатов.

Термостойкость:

• Выдерживает высокие температуры без ущерба для прочности, подходит для аэрокосмической, энергетической и автомобильной промышленности.

Низкое тепловое расширение:

• Минимальное расширение/сужение при изменении температуры, что обеспечивает стабильность размеров.

Отличная обрабатываемость:

• Обрабатывается современными инструментами и методами, что обеспечивает эффективную и точную обработку.

Эстетическая привлекательность:

• Современный и привлекательный внешний вид, популярный в потребительских товарах и высокотехнологичных приложениях.

Немагнитный:

• Немагнитный, сводит к минимуму помехи в некоторых медицинских и электронных приложениях.

Длительный срок службы:

• Высокая прочность, коррозионная стойкость и долговечность способствуют продолжительному сроку службы.

Экологическая устойчивость:

• Устойчив к факторам окружающей среды, подходит для наружного и морского применения.

Проблемы обработки титановых сплавов

Обработка титановых сплавов представляет собой сложную задачу из-за их высокой твердости, низкой теплопроводности и химической активности. Твердость требует использования специальных инструментов для предотвращения ускоренного износа, а низкая теплопроводность приводит к проблемам, связанным с нагревом во время обработки. Химическая реакция с такими элементами, как кислород, приводит к образованию абразивных оксидов титана, влияющих на срок службы инструмента и качество поверхности. Нагартование создает проблемы с силой резания, а низкий модуль упругости способствует пружинению и прогибу.

Соответствие строгим требованиям к качеству поверхности, особенно в аэрокосмической и медицинской промышленности, может оказаться непростой задачей. Надежные станки необходимы для работы с высокими силами и вибрациями, чтобы предотвратить вибрацию и сохранить точность. Износ адгезионного инструмента, колебания эластичности материала и более высокая стоимость обработки титановых сплавов из-за специализированных инструментов и затрат на сырье еще больше усугубляют проблемы. Преодоление этих проблем требует опыта, современных инструментов и точных параметров обработки, обеспечивающих оптимальные результаты при производстве высококачественных титановых компонентов в условиях повышенных затрат и сложных процессов обработки.

Распространенные составы титановых сплавов, используемых для механической обработки

Ти-6Ал-4В (5 класс):

• Алюминий 61ТП3Т, ванадий 41ТП3Т. Широко используется благодаря своей высокой прочности, малому весу и коррозионной стойкости в аэрокосмической и медицинской промышленности.

Ти-6Ал-2Sn-4Zr-2Mo (Ти 6-2-4-2):

• Алюминий 61ТП3Т, олово 21ТП3Т, цирконий 41ТП3Т, молибден 21ТП3Т. Обеспечивает прочность и сопротивление ползучести при высоких температурах, подходит для компонентов авиационных двигателей.

Ти-3Ал-2,5В (9 класс):

• Алюминий 31ТП3Т, ванадий 2,51ТП3Т. Известен высокой прочностью, свариваемостью и формуемостью, используется в велосипедных рамах и выхлопных системах.

Ти-6Ал-6В-2Сн (Ти 6-6-2):

• Алюминий 61ТП3Т, ванадий 61ТП3Т, олово 21ТП3Т. Обеспечивает повышенную прочность при повышенных температурах, используется в аэрокосмической отрасли.

Ти-5Ал-2,5Сн (Ти 5-2,5):

• Алюминий 51ТП3Т, жесть 2,51ТП3Т. Обеспечивает хорошую свариваемость и устойчивость к коррозии, обычно используется в компонентах самолетов.

Ти-15В-3Ал-3Сн-3Кр (Бета С):

• Ванадий 151ТП3Т, алюминий 31ТП3Т, олово 31ТП3Т, хром 31ТП3Т. Известен хорошей усталостной стойкостью, используется в аэрокосмической промышленности, особенно в компонентах шасси.

Коммерчески чистый титан (класс 2 и класс 4):

• Марка 2 нелегированная, марка 4 содержит небольшое количество палладия. Оба обладают превосходной коррозионной стойкостью и находят применение в химической обработке и медицинских имплантатах.

Выбор конкретного титанового сплава основан на желаемых характеристиках для предполагаемого применения, таких как прочность, термостойкость, коррозионная стойкость и формуемость.

Ожидаемые будущие тенденции в обработке титана

Будущие тенденции в обработке титана, вероятно, будут определяться достижениями в области режущих инструментов и покрытий, направленными на увеличение срока службы и эффективности инструментов. Технологии высокоскоростной обработки получат все большее распространение, предлагая повышенную производительность и точность. Ожидается, что интеграция аддитивного производства (3D-печати) для сложных титановых компонентов будет расширяться, обеспечивая гибкость конструкции и минимизируя отходы материала.

Ожидается, что интеллектуальные технологии обработки, включая датчики и мониторинг в реальном времени, позволят оптимизировать процессы и обнаруживать аномалии. Робототехника и автоматизация будут играть более важную роль в обработке титана, снижая затраты на рабочую силу и повышая общую эффективность производства. Экологичность станет ключевым моментом благодаря инновациям в экологически чистых системах охлаждения и стратегиям переработки, позволяющим минимизировать воздействие на окружающую среду.

Достижения в области систем охлаждения и смазки позволят решить проблему выделения тепла во время обработки, увеличивая срок службы инструмента и качество поверхности. Приложения машинного обучения и искусственного интеллекта (ИИ) будут способствовать прогнозному обслуживанию, оптимизации траектории движения инструмента и общей эффективности процессов. Продолжающиеся исследования в области разработки сплавов направлены на создание титановых сплавов с улучшенной обрабатываемостью, балансирующей прочностью и другими свойствами.

Будущее также предполагает рост индивидуальных решений по обработке, адаптированных к конкретным отраслям и приложениям, что позволит повысить эффективность и рентабельность производства титановых компонентов. Эти тенденции в совокупности отражают стремление отрасли к эффективности, точности и устойчивости посредством технологических и процессных инноваций.

Текущая цена на титан за килограмм или фунт

Учет затрат при покупке услуг по обработке титана

• Материальные затраты: выбирайте титановый сплав и формируйте его с умом, чтобы управлять расходами на материалы.
• Время обработки и трудозатраты: учитывать более медленную обработку из-за твердости титана; Ключевое значение имеет эффективное программирование.
• Стоимость оснастки: инвестируйте в высокопроизводительные инструменты, предназначенные для обработки титана, чтобы повысить эффективность.
• Частота смены инструмента: Сведите к минимуму необходимость замены инструмента благодаря прочному покрытию инструмента и оптимизированным параметрам резания.
• Потребление энергии: Выбирайте энергоэффективные процессы обработки для контроля эксплуатационных расходов.
• Затраты на обеспечение качества и проверку: Обеспечьте соблюдение стандартов, чтобы избежать затрат на доработку.
• Отходы и лом: Минимизируйте отходы за счет эффективных методов резки и переработки.
• Процессы постобработки: Учитывайте дополнительные процессы, такие как термообработка или отделка.
• Экспертиза поставщиков: выберите надежного поставщика, имеющего опыт обработки титана.
• Срок выполнения и оборот: Балансируйте скорость и экономическую эффективность в рамках сроков проекта.

Всесторонний учет этих факторов позволяет более точно оценить общую стоимость услуг по обработке титана и помогает принимать обоснованные решения для оптимизации как затрат, так и качества.

Наиболее распространенные типы титановых сплавов

Титановые сплавы очень прочные, долговечные и легкие. Вы можете работать с ними очень легко. Сплавы можно разделить на альфа-, почти-альфа-, бета- и почти-бета-сплавы.

Сплавы марок 1-4 представляют собой нелегированный титан с низкой прочностью, но высокой коррозионной стойкостью.

Среди всех сплавов очень популярен в работе титан Grade 5 Ti 6Al-4V. В этой форме используется минимум 50% мирового титана. На самом деле это сплав Альфа-Бета, в котором есть алюминий 6%, ванадий 4%, железо 0,25%, кислород 0,2%. Из этого сплава изготовлено большинство авиационно-космических креплений, конструкций и турбин. Кроме того, из этого сплава изготавливают детали двигателей, детали спортивной и морской техники.

Ti 5Al-2,5Sn (марка 6) — еще один сплав, известный своим применением в аэрокосмических деталях. Это нетермообрабатываемый сплав, который пользуется большой популярностью благодаря своей долговечности, прочности и термостойкости.

Другой сплав имеет универсальное применение в различных отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая, морская и медицинская отрасли. Это Ti Grade 9 (Титан 3-2,5). Помимо титана, в нем есть алюминий 3% и ванадий 2,5%.

В медицинском секторе наиболее часто используемым титановым сплавом является Ti 6AL-4V ELI (марка 23). Его можно легко формовать и он хорошо работает при операциях по фиксации костей и суставов.

Другими популярными сплавами являются титан Beta 21S, Ti 3Al 2,5 (класс 12) и титан 15-3-3-3.

Что следует учитывать при оказании услуг по обработке титана

Обработка титана с ЧПУ — популярный процесс изготовления многих деталей в различных отраслях, таких как медицина, автомобилестроение, судостроение и аэрокосмическая промышленность. Какой бы ни была ваша деталь и частью какой отрасли она является, вы должны учитывать следующие моменты при обработке с ЧПУ с помощью Titanium:

• Существует возможность адгезионного износа или истирания, если две части титана соединяются методом холодной сварки. Механическая обработка должна быть такой, чтобы можно было избежать заедания двух точек контакта металла.

• Вам следует подумать о снижении оборотов на станке с ЧПУ при работе с титаном. Кроме того, вы также можете использовать охлаждающую машину, так как титан выделяет много тепла в точках контакта при обработке с ЧПУ.
• Поскольку титан менее гибкий по сравнению с другими металлами и их сплавами, при работе с этим металлом следует обеспечить жесткий захват станка с ЧПУ. Автоматизация должна продолжать работать, работая в больших масштабах, чтобы получить максимальную выгоду.
• Детали станка с ЧПУ должны быть прочнее и долговечнее по сравнению с титаном. В противном случае это может привести к поломке деталей.
• Инструменты должны быть настолько острыми, насколько это возможно, из-за прочной природы этого материала. Кроме того, добавление вторичного чистового этапа также может помочь вам получить хорошие результаты полировки.

Причина, по которой титан трудно обрабатывать

Многие причины затрудняют работу с титаном.

• Для образования титана требуется гораздо больше прочности, чем для других материалов.
• Из-за окисления поверхности и более низкой теплопроводности инструменты, режущие материал, могут довольно легко потерять свою остроту.
• Стружка титана легко воспламеняется и может создать проблемы в случае пожара на рабочем месте.
• Имеет на 40-501ТП2Т меньший модуль упругости, чем у стали и ее сплавов, что может повысить дискомфортность работы с ней.
• Автоматизация очень сложна, если вы не работаете с нужными людьми. Небольшое отличие процесса автоматизации от рекомендованного может привести к угрозе вашему производству

Как добиться высокоскоростной обработки титана?

Благодаря своим свойствам титан является хорошим материалом для работы. Но по тем же причинам вам может быть сложно увеличить скорость производства при обработке титана. Но есть определенные приемы для увеличения скорости.

Режущие инструменты

Режущие инструменты должны быть выбраны в соответствии со свойствами титана, чтобы получить максимально возможную скорость. Материал, используемый в режущих инструментах, является ключом к высокоскоростному производству. Материал в инструменте должен быть –

• Высокая устойчивость к температуре
• Они не могут химически смешиваться с титаном при высокой температуре.
• Прочность и долговечность материала должны быть достаточно высокими.
• Нужна хорошая теплопроводность

Токарная обработка с помощью вращающихся пластин

Эта технология имеет обходной путь для материала и режет металл, не давая ему времени на нагрев. Таким образом, его можно легко использовать для токарной обработки титана без риска перегрева.

Резка с помощью инструментов для уступов

Для резки титана можно использовать инструменты с тонкими выступающими выступами. Скалывание и флангирование с помощью этих инструментов могут быть простыми и быстрыми. Стружка очень тонкая и может использоваться при производстве многих деталей. Эти типы инструментов были впервые разработаны General Electric.

Ультразвуковая вибрация

Вы можете использовать ультразвуковую вибрацию, чтобы удалить лишний металл и придать титану желаемую форму. Если вы используете ультразвуковую вибрацию для своих инструментов, процесс становится намного проще, а сила помогает увеличить срок службы режущих инструментов.

Если вы сможете применить вышеупомянутые стратегии, то вы, несомненно, сможете увеличить скорость обработки титана. Безусловно, эластичность, температура и высокая прочность являются тремя ключевыми факторами, которые могут повлиять на обработку титана. Если вы можете сопоставить свои инструменты с этими свойствами, то вы, безусловно, можете иметь высокоскоростной производственный процесс.

Какой сорт титана лучше всего подходит для обработки?

На рынке доступны различные сорта титана. Титановые сплавы обладают хорошей прочностью, пластичностью и долговечностью.

Титан класса 1-4 имеет твердость 100, 90, 80 и 70, что дает ему обрабатываемость 46%, 40%, 35% и 28%. Это в основном самые простые материалы для обработки.

Что касается сплавов, то почти 50% всего титана, используемого в механической обработке, относится к титану Grade 5 Ti-6Al-4V, 4906, 4920, 4928. Этот альфа-бета-сплав обладает хорошими свойствами для механической обработки и производства продукции для различных отраслей промышленности, таких как медицина, медицина, морской и аэрокосмический.

Ти-3Ал-2,5В, 4943, 4944 также популярны в различных отраслях промышленности. Сплав 281ТП3Т обладает обрабатываемостью и неплохо работает даже в медицинской сфере.

Доступные варианты отделки титановых изделий

• Анодированный Титан: Предлагает широкий спектр цветов посредством электрохимического процесса, улучшая как эстетику, так и коррозионную стойкость титановых изделий.
• Полированный: Создает блестящую, отражающую поверхность, часто используется в ювелирных и декоративных изделиях из титана для придания элегантного вида.
• матовый: Обеспечивает антибликовое покрытие, идеально подходящее для применений, где предпочтительным является приглушенный внешний вид.
• Пескоструйная обработка: Имеет однородную, шероховатую текстуру, которая улучшает сцепление и уменьшает видимость отпечатков пальцев и пятен.
• Матовый: Имеет тонкие линии, создающие текстуру, которая может скрыть мелкие царапины и потертости.
• Черный Титан: достигается путем химической обработки или физического осаждения из паровой фазы, что приводит к гладкому, современному покрытию, устойчивому к царапинам.

Эту отделку можно наносить на различные титановые изделия, такие как листы, трубы, ювелирные изделия и фольгу, в зависимости от желаемого результата с точки зрения эстетики и функциональности.

Найдите лучшую компанию, предоставляющую услуги по обработке титана

Здесь вы можете найти несколько советов, которые помогут вам найти лучшего поставщика услуг по обработке титана –

• Контроль качества:
  Ознакомьтесь с бумажным следом и нумерацией, касающейся процесса контроля качества поставщика станков с ЧПУ, чтобы узнать, соответствует ли их процесс контроля качества марке.

• Опыт работы с Титаном:
  CNC-обработка – это современная передовая технология. Вы должны узнать, имеет ли поставщик услуг достаточный опыт работы с титаном, так как он имеет много необычных свойств для работы.

• Минимальное количество для заказа:
  Ознакомьтесь с MOQ компании. Если у него более низкий минимальный объем заказа для изделий из титана, это может помочь вам легко выйти на рынок.
• Расписание доставки:
  Необходимо узнать срок доставки заказа от компании. Если их прошлые записи показывают, что своевременная доставка была достигнута, вы можете продолжить.
• Обслуживание клиентов:
  Услуги по обслуживанию клиентов можно измерить с помощью достижений в области коммуникации и котировок. Если вы пройдете через это, то сможете легко измерить, будут ли они давать вам комфорт в работе или нет.

Если вас устраивают эти точки разных компаний по обработке с ЧПУ, то вам следует проанализировать рынок и приступить к выезду на место, тогда вы сможете абсолютно понять, с кем лучше работать.

Вывод

В настоящее время титан является популярным материалом. Детали, изготовленные из этого прочного материала, используются во многих отраслях промышленности, от медицины до автомобилей и даже украшений и аксессуаров. Легкие титановые украшения и часы нравятся даже всем окружающим. Это все причины, по которым вам следует выбрать механическую обработку титана для вашего следующего проекта.