Parti in titanio fresate a CNC
Il titanio è un metallo di transizione con una lucentezza metallica bianco-argentata e un numero atomico di 22. Grazie alla sua bassa densità (compresa tra alluminio e acciaio), all'elevata resistenza, all'eccezionale resistenza alla corrosione e alle buone prestazioni sia alle alte che alle basse temperature, il titanio viene spesso legato con elementi come alluminio, vanadio e ferro per migliorare ulteriormente le sue proprietà. L'enorme potenziale del titanio come materiale è ora pienamente riconosciuto e la sua gamma di applicazioni continua ad espandersi. Come materiale ideale per la fresatura CNC, i componenti in titanio sono essenziali in vari settori, tra cui aerospaziale, medico, produzione chimica, edilizia, automobilistico (sia veicoli a quattro che a due ruote) e prodotti di consumo. Inoltre, la fresatura CNC del titanio può essere classificata in diverse serie in base ai suoi gradi e tipi di lega, adattate ad applicazioni specifiche. Di seguito sono riportate le varie proprietà e usi del titanio.
Caratteristiche e applicazioni dei diversi tipi di titanio
Ta1 e Ta2 : Questi gradi di titanio hanno un alto contenuto di titanio e le loro proprietà meccaniche e chimiche sono simili a quelle dell'acciaio inossidabile. Sebbene la loro resistenza sia inferiore a quella delle leghe di titanio, mostrano una buona plasticità, che li rende facili da lavorare e formare. Le loro prestazioni di stampaggio e saldatura sono buone e hanno una resistenza alla corrosione e all'ossidazione più forte dell'acciaio inossidabile. Tuttavia, la loro resistenza al calore è inferiore a quella dell'acciaio inossidabile.
Ta1 e Ta2 sono utilizzati principalmente per parti stampate e componenti strutturali resistenti alla corrosione con una temperatura di lavoro inferiore a 350°C, dove è richiesta una bassa sollecitazione ma un'elevata plasticità. Le applicazioni tipiche includono strutture di aeromobili, tubazioni navali e pompe ioniche. Ta1 è tipicamente utilizzato in industrie che richiedono un'elevata formabilità, mentre Ta2 è il più utilizzato.
Tc4 : La lega di titanio Tc4 presenta eccellenti proprietà meccaniche complessive, che possono essere migliorate attraverso il trattamento termico, la forgiatura, lo stampaggio e la saldatura. Ha un'elevata resistenza a temperatura ambiente, una buona resistenza al calore nell'intervallo di temperatura 150–500°C, un'eccezionale tenacità alle basse temperature e una buona resistenza alla corrosione. Tc4 è il materiale legante più utilizzato tra la serie Tc.
Tc4 è adatto per l'uso a lungo termine in parti che operano al di sotto di 400°C, parti a bassa temperatura come contenitori e pompe, componenti militari, apparecchiature di facile utilizzo, parti per esterni e parti che richiedono un'elevata resistenza.
Informazioni sul materiale per fresatura CNC – Titanio
Il titanio grado 5 è la lega di titanio più resistente, che offre un'eccellente resistenza alla corrosione e saldabilità. Viene spesso scelto rispetto ad altri materiali, come l'acciaio, grazie alla sua capacità di resistere sia alle alte che alle basse temperature. Le applicazioni comuni includono elementi di fissaggio aerospaziali, pale di turbine eoliche, componenti di motori, attrezzature sportive e applicazioni marine.
Il titanio ha una densità di 4.506-4.516 grammi per centimetro cubo a 20°C, superiore all'alluminio ma inferiore a ferro, rame e nichel. Tuttavia, la sua resistenza specifica è tra le più alte di tutti i metalli. Il titanio ha un punto di fusione di 1668±4°C, un calore latente di fusione di 3.7-5.0 kcal/g-atomo, un punto di ebollizione di 3260±20°C e un calore latente di vaporizzazione di 102.5-112.5 kcal/g-atomo. La sua temperatura critica è di 4350°C e la sua pressione critica è di 1130 atmosfere.
Il titanio ha una scarsa conducibilità termica ed elettrica, simile o leggermente inferiore all'acciaio inossidabile. Tuttavia, il titanio mostra anche superconduttività, con la temperatura critica di superconduzione del titanio puro che varia da 0.38 a 0.4K. A 25°C, la capacità termica del titanio è di 0.126 cal/g-atomo·°C, l'entalpia è di 1149 cal/g-atomo·°C e l'entropia è di 7.33 cal/g-atomo·°C. Il titanio è un materiale paramagnetico con una permeabilità magnetica di 1.00004.
Il titanio mostra un'eccellente plasticità, con il tasso di allungamento del titanio ad alta purezza che raggiunge il 50-60% e il tasso di riduzione della sezione che raggiunge il 70-80%. Tuttavia, la sua resistenza è relativamente bassa, il che lo rende inadatto come materiale strutturale in alcune applicazioni. La presenza di impurità, in particolare impurità interstiziali come ossigeno, azoto e carbonio, influisce significativamente sulle sue proprietà meccaniche. Queste impurità possono aumentare notevolmente la resistenza del titanio ma ridurne la plasticità. Le proprietà meccaniche ottimali del titanio come materiale strutturale si ottengono controllando rigorosamente i livelli di impurità e aggiungendo opportuni elementi leganti.
| Carico di snervamento | Allungamento a rottura | Espandi | Densità | Temp. max |
| 120.000 PSI | 10% | Rockwell C30 | 0,16 Ibs / cu. in | 3000°F |
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