Piezas de titanio fresadas CNC
El titanio es un metal de transición con un brillo metálico blanco plateado y un número atómico de 22. Debido a su baja densidad (entre el aluminio y el acero), alta resistencia, excelente resistencia a la corrosión y buen rendimiento tanto a altas como a bajas temperaturas, el titanio se alea a menudo con elementos como aluminio, vanadio y hierro para mejorar aún más sus propiedades. El inmenso potencial del titanio como material es ahora plenamente reconocido, y su gama de aplicaciones sigue expandiéndose. Como material ideal para el fresado CNC, los componentes de titanio son esenciales en diversas industrias, incluyendo aeroespacial, médica, fabricación química, construcción, automoción (tanto vehículos de cuatro como de dos ruedas) y productos de consumo. Además, el fresado CNC de titanio se puede clasificar en diferentes series según sus grados y tipos de aleación, adaptados a aplicaciones específicas. A continuación se presentan las diversas propiedades y usos del titanio.
Características y aplicaciones de diferentes tipos de titanio
Ta1 y Ta2 : Estos grados de titanio tienen un alto contenido de titanio, y sus propiedades mecánicas y químicas son similares a las del acero inoxidable. Si bien su resistencia es menor que la de las aleaciones de titanio, presentan una buena plasticidad, lo que facilita su procesamiento y conformado. Su rendimiento de estampado y soldadura es bueno, y tienen una resistencia a la corrosión y oxidación más fuerte que el acero inoxidable. Sin embargo, su resistencia al calor es menor que la del acero inoxidable.
Ta1 y Ta2 se utilizan principalmente para piezas estampadas y componentes estructurales resistentes a la corrosión con una temperatura de trabajo inferior a 350°C, donde se requiere baja tensión pero alta plasticidad. Las aplicaciones típicas incluyen estructuras de aeronaves, tuberías de barcos y bombas de iones. Ta1 se utiliza típicamente en industrias que requieren alta conformabilidad, mientras que Ta2 es el más utilizado.
Tc4 : La aleación de titanio Tc4 exhibe excelentes propiedades mecánicas generales, que pueden mejorarse mediante tratamiento térmico, forjado, estampado y soldadura. Tiene alta resistencia a temperatura ambiente, buena resistencia al calor en el rango de temperatura de 150–500°C, excelente tenacidad a bajas temperaturas y buena resistencia a la corrosión. Tc4 es el material de aleación más utilizado entre la serie Tc.
Tc4 es adecuado para su uso a largo plazo en piezas que operan por debajo de 400°C, piezas de baja temperatura como contenedores y bombas, componentes militares, equipos de fácil uso, piezas para exteriores y piezas que requieren alta resistencia.
Acerca del material de fresado CNC – Titanio
El titanio Grado 5 es la aleación de titanio más resistente, ofreciendo excelente resistencia a la corrosión y soldabilidad. A menudo se elige sobre otros materiales, como el acero, debido a su capacidad para soportar temperaturas tanto altas como bajo cero. Las aplicaciones comunes incluyen sujetadores aeroespaciales, palas de turbinas eólicas, componentes de motores, equipos deportivos y aplicaciones marinas.
El titanio tiene una densidad de 4.506-4.516 gramos por centímetro cúbico a 20°C, que es mayor que la del aluminio pero menor que la del hierro, cobre y níquel. Sin embargo, su resistencia específica está entre las más altas de todos los metales. El titanio tiene un punto de fusión de 1668±4°C, un calor latente de fusión de 3.7-5.0 kcal/g-atomo, un punto de ebullición de 3260±20°C y un calor latente de vaporización de 102.5-112.5 kcal/g-atomo. Su temperatura crítica es de 4350°C y su presión crítica es de 1130 atmósferas.
El titanio tiene una conductividad térmica y eléctrica pobre, similar o ligeramente inferior a la del acero inoxidable. Sin embargo, el titanio también exhibe superconductividad, con la temperatura crítica superconductora del titanio puro variando de 0.38 a 0.4K. A 25°C, la capacidad calorífica del titanio es de 0.126 cal/g-atomo·°C, la entalpía es de 1149 cal/g-atomo·°C y la entropía es de 7.33 cal/g-atomo·°C. El titanio es un material paramagnético con una permeabilidad magnética de 1.00004.
El titanio exhibe una excelente plasticidad, con la tasa de elongación del titanio de alta pureza alcanzando el 50-60%, y la tasa de reducción de sección alcanzando el 70-80%. Sin embargo, su resistencia es relativamente baja, lo que lo hace inadecuado para su uso como material estructural en ciertas aplicaciones. La presencia de impurezas, especialmente impurezas intersticiales como oxígeno, nitrógeno y carbono, afecta significativamente sus propiedades mecánicas. Estas impurezas pueden aumentar en gran medida la resistencia del titanio pero reducir su plasticidad. Las propiedades mecánicas óptimas del titanio como material estructural se logran controlando estrictamente los niveles de impurezas y añadiendo elementos de aleación apropiados.
| Límite elástico | Elongación a la rotura | Dureza | Densidad | Temp. Máx. |
| 120,000 PSI | 10% | Rockwell C30 | 0.16 lbs / pulg.³ | 3000°F |
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