Titanium og aluminium
blank

Martin.Mu

Ekspert i hurtig prototyping og hurtig fremstilling

Specialiseret i CNC-bearbejdning, 3D-print, urethanstøbning, hurtig bearbejdning, sprøjtestøbning, metalstøbning, metalplader og ekstrudering.

Den ultimative guide til titan og aluminium

Facebook
Twitter
Pinterest
LinkedIn

I dagens stærkt konkurrenceprægede marked leder enhver industri efter innovative måder at bringe produkter på markedet inden for en kort periode. Som et resultat kan en designer eller maskinmester vælge at bearbejde metal omkostningseffektivt og maksimere fortjenesten. Ud fra overvejelser om opfyldelse af designkravene er det særligt vigtigt at reducere de samlede omkostninger i størst muligt omfang. Når designere planlægger at bruge letvægtsmetaller til prototyper eller specialdele, kommer to populære metalmaterialer til at tænke på: titanium og aluminium. Titanium og aluminium har lignende styrke-til-vægt-forhold, korrosionsbestandighed og andre fremragende egenskaber og er meget udbredt inden for forskellige områder. Måske har du spørgsmål om dette, "Er titanium lettere end aluminium?" eller "Er titanium bedre end aluminium i alle egenskaber?" "Titanium eller aluminium, hvilket materiale er mere egnet til mit CNC-projekt" og så videre. For at hjælpe dig med at besvare disse spørgsmål, AN-prototype giver et samlet overblik over fordele og ulemper ved begge materialer baseret på år af CNC bearbejdning erfaringer.

Titanium har nogenlunde samme densitet som aluminium, er stærkere end aluminium og har fremragende modstandsdygtighed over for korrosion i forskellige miljøer, herunder havvand og sure opløsninger. På grund af dets fremragende styrke-til-vægt-forhold og korrosionsbestandighed er titanium meget udbredt i industrier som rumfart, biler, skibe, medicinsk udstyr og sportsudstyr. Titanium er et ideelt materiale til fremstilling af flykomponenter, rumfartøjsdele, motorkomponenter og højtydende sportsudstyr. Samtidig har titanium fremragende biokompatibilitet og er ikke-toksisk og hypoallergen, hvilket gør det velegnet til fremstilling af medicinske implantater, proteser, knæproteser, pacemakere, kranieplader og endda rodanordninger til tandimplantater. Så til medicinske anvendelser er titanium stærkere end aluminium.

Fordele ved titanium

Ulemper ved titanium

titanium-vs.-aluminium

Oversigt over aluminium

Aluminium er et økonomisk valg, et let og duktilt metal, der giver et godt vægt-til-styrke-forhold til en relativt lav pris. Den har lav densitet, vejer kun en tredjedel af stål og har god korrosionsbestandighed og høj brudsejhed. Dets mørke sølv udseende skyldes dannelsen af ​​et tyndt lag aluminiumoxid, så snart aluminiumet udsættes for luft. Dette er grunden til dens korrosionsbestandighed. Vigtigere er det, at aluminium er mere rigeligt end titanium, men det, der virkelig driver prisen ned, er letheden ved at fremstille aluminium. Ud over dette er aluminium en bedre leder af varme og elektricitet end titanium. Til elektriske applikationer er aluminium stærkere end titanium.

Fordele ved aluminium

Ulemper ved aluminium

CNC-fræsning

Omfattende sammenligning af titanium og aluminium

Lad os sammenligne egenskaberne af titanium og aluminium.

1. Titanium og aluminium: Elementær sammensætning

Symbolet for titanium på grundstoffernes periodiske system er Ti, og dets atomnummer er 22. Det vigtigste legeringselement af titanium er aluminium; andre grundstoffer såsom vanadium, jern og molybdæn kan også tilsættes for at danne titanlegeringer.

Symbolet for aluminium på grundstoffernes periodiske system er Al, og atomnummeret er 13. Det vigtigste legeringsgrundstof i aluminium er magnesium, og forskellige mængder af silicium, zink, mangan, kobber, jern, titanium, krom, zirconium og andre grundstoffer kan også tilsættes.

Den kemiske sammensætning af titanium og aluminiumslegeringer kan skræddersyes til at optimere deres ydeevne til specifikke applikationer. For eksempel kan tilsætning af vanadium til titanium forbedre dets styrke og duktilitet; tilsætning af magnesium kan forbedre styrken af ​​aluminium og dets korrosionsbestandighed. Derfor spiller den kemiske sammensætning en vigtig rolle i at bestemme disse legerings egenskaber og egnethed til forskellige opgaver.

2. Titanium og aluminium: korrosionsbestandighed

Korrosionsbestandighed er et metals evne til at modstå forringelse gennem kemiske reaktioner med dets omgivelser. De vigtigste faktorer, der påvirker korrosionsbestandigheden, er legeringssammensætning, miljøforhold og overfladefinish.

Titanium er kendt for sin fremragende korrosionsbestandighed på grund af det meget stabile oxidlag, der naturligt dannes på dets overflade. Dette oxidlag kan modstå forskellige korrosive miljøer såsom havvand, syrer og baser. En stærkt klæbende oxidbelægning på overfladen forhindrer effektivt yderligere forringelse.

Imidlertid danner aluminium også et oxidlag på sin overflade og udviser også god korrosionsbestandighed. Desværre er aluminiums oxidlag meget tyndere og har relativt dårlig vedhæftning end titaniums oxidlag, hvilket gør det mere modtageligt for skader fra korrosive miljøer og udsætter det underliggende metal for korrosion.

Miljøforhold påvirker også korrosionsbestandigheden af ​​begge metaller. For eksempel er titanium meget modstandsdygtigt over for korrosion forårsaget af klorider, hvilket gør det ideelt til marine miljøer. Aluminium er på den anden side mindre modstandsdygtig over for korrosion forårsaget af klorider og kan kræve yderligere beskyttende belægninger eller behandlinger for at forblive beskyttet.

Overfladefinish er en anden nøglefaktor i korrosionsbestandighed. Ru eller beskadigede overflader kan skabe revner og anden potentiel jord, der fremkalder korrosion. Titanium har fremragende modstandsdygtighed over for overfladeskader og fremragende overfladebehandlingsegenskaber, hvilket gør det mindre modtageligt for korrosion end aluminium.

3. Titanium og aluminium: Elektrisk ledningsevne

Ledningsevne refererer til et materiales evne til at lade det elektriske potentiale falde, hvilket tillader elektroner at flyde. Generelt for at bestemme den elektriske ledningsevne af et bestemt materiale internationalt, bruges kobber normalt som benchmark for evaluering af elektrisk ledningsevne.

Når de elektriske ledningsevner af titanium og kobber blev sammenlignet, viste det sig, at titanium har omkring 3.1% af den elektriske ledningsevne af kobber. Derfor er titanium en leder af elektricitet, men kan ikke bruges i applikationer, hvor god elektrisk ledningsevne er påkrævet. Selvom titanium ikke leder elektricitet godt, fungerer det som en god modstand. Aluminium har på den anden side 64% af kobberets ledningsevne. Dette betyder, at aluminium foretrækkes frem for titanium i applikationer, der kræver elektrisk ledningsevne.

4. Titanium og aluminium: Termisk ledningsevne

Et materiales termiske ledningsevne er dets evne til at overføre eller lede varme. Termisk ledningsevne kan også forstås som tidshastigheden for ledning gennem enhedstykkelse og enhedsmateriale under en enhedstemperaturgradient. For at være gode til termiske applikationer skal materialer have høj varmeledningsevne, og materialer med lav varmeledningsevne er gode isolatorer.

Titanium har en termisk ledningsevne på 118 BTU-in/hr-ft²-°Fm (17.0 W/mK), mens aluminium har en termisk ledningsevne på op til 1460 BTU-in/hr-ft²-°F (210 W/mK) . Med hensyn til termisk ledningsevne er aluminium mere end ti gange højere end titanium. Derfor er aluminium stærkere end titanium i applikationer, der kræver varmeafledning.

5. Titanium og aluminium: smeltepunkt

Et metals smeltepunkt refererer til den temperatur, hvor metallet begynder at ændre sig fra fast til flydende. Ved smeltepunktet eksisterer de faste og flydende faser af et metal i ligevægt. Når dette temperaturniveau er nået, kan metallet let formes.

Titanium har et smeltepunkt på 1650 – 1670 °C (3000 – 3040 °F), hvorfor det bruges som et ildfast metal. Aluminium har på den anden side et lavere smeltepunkt på 660.37 °C (1220.7 °F) sammenlignet med titanium. Derfor er titanium mere velegnet til varmebestandige applikationer.

6. Titanium og aluminium: hårdhed

Et metals hårdhed refererer til dets reaktion på ætsning, buler, deformation eller ridser langs overfladen. Titanium har en Brinell hårdhed på 70 HB, hvilket er meget større end rent aluminiums 15 HB, men nogle kvaliteter af aluminiumslegeringer er hårdere end titanium. Eksempler inkluderer Aluminium 7075 T7 og T6 temperament, Aluminium 6082 T5 og T6 temperament osv.

Titanium, på den anden side, deformeres let, når det bliver ridset eller fordybet. Men titanium skaber en usædvanlig hård overflade ved at danne et oxidlag, der modstår de fleste deformationer. I applikationer, hvor hårdhed er et af hovedkravene, er udvælgelsen baseret på projektets specifikke krav under hensyntagen til omkostninger.

7. Titanium og aluminium: Densitet

Titanium og aluminium er begge letvægtsmetaller. Densiteten af ​​aluminium (2712 kg/m 3) er lavere end for titanium (4500 kg/m 3). Aluminium vejer meget mindre pr volumenhed end titanium. Der kræves dog mindre titanium for at opnå sammenlignelig fysisk styrke med aluminium. Det er derfor titanium bruges i fly jetmotorer og rumfartøjer. Titanium er kendt for at reducere brændstofomkostningerne på grund af dets lethed og styrke.

Til nogle applikationer er enten titanium eller aluminium det bedste valg. For eksempel bruges titanium, hvor styrke-til-vægt-forholdet er et problem, mens aluminium anvendes, hvor der kun kræves letvægt.

CNC Drejning

8. Titanium og Aluminium: Pris

Sammenligner man stænger af samme volumen, er prisen på aluminiumstænger lavere end titaniumstænger. Det er fordi at lave titanium kræver mere besvær og ekspertise, mens aluminium er nemmere at lave. For omkostninger er aluminium mere økonomisk end titanium.

9. Titanium og aluminium: Holdbarhed

Et materiales holdbarhed refererer til dets evne til at bevare dets funktionalitet, når det udfordres uden at kræve overdreven reparationer eller vedligeholdelse. Både titanium og aluminium er kendt for at være holdbare og holde længere. Titanium er ekstremt stærkt og holdbart, og hvis det plejes ordentligt, kan dets stel holde i årtier uden at vise tegn på slid.

Aluminium har på den anden side også bevist sin holdbarhed i ekstreme miljøer, især hvor styrke, sikkerhed og holdbarhed er afgørende.

10. Titanium og aluminium: Bearbejdelighed

Bearbejdelighed refererer til, hvor godt et metal reagerer på bearbejdningsspændinger (inklusive stempling, CNC drejning, CNC-fræsning, etc.). Et metals bearbejdelighed er en af ​​de indikatorer, der bruges til at bestemme, hvilken bearbejdningsmetode, der skal bruges. CNC-drejning og CNC-fræsning er populære metoder til fremstilling af titanium- og aluminiumsdele. De kan fremstilles på mindre end en dag og overholder tolerancer på +/- 0.005 tommer (0.13 mm). Når dele skal fremstilles hurtigt, er aluminium et perfekt valg, da det er mere omkostningseffektivt og af høj kvalitet.

Men når det kommer til geometrier, kan bearbejdningsmetoder være noget restriktive. Uanset det valgte materiale kræver ekstremt komplekse designs forskellige løsninger. En anden faktor at overveje, når du vælger materialer, er efterbehandling af affald. Derfor er det muligt at fræse overskydende materiale væk med billigt aluminium, men ikke ideelt med dyrt titanium. Derfor foretrækker hurtige producenter ofte at bruge aluminium til prototyper og derefter skifte til titanium til produktionsdele.

11. Titanium og aluminium: Formbarhed

Relativt set er aluminium lettere at forme end titanium. Alle former for aluminium kan nemt laves til færdige dele ved hjælp af en række forskellige metoder. For eksempel kan forskellige typer save bruges til at skære aluminiumsprofiler, mens lasere, plasma eller vandstråler kan producere aluminiumsdele med komplekse former og former. Selvom titanium også er formbart, er det ikke så formbart som aluminium. Derfor, når formbarhed er afgørende for et projekts succes, er aluminium det perfekte valg.

12. Titanium og aluminium: svejsbarhed

Både titanium og aluminium kan svejses. Til sammenligning kræver titaniumsvejsning mere ekspertise. Aluminium er derimod meget svejsbart og har mange anvendelsesmuligheder. Derfor, hvis svejsbarhed er et af hovedkravene i materialevalg, ville aluminium være et perfekt valg.

13. Titanium og aluminium: Udbyttestyrke

Et materiales flydespænding refererer til den maksimale spænding, hvorved materialet begynder at deformeres permanent. Kommercielt rent titanium (>99 % Ti) er et metal med lav til mellemstyrke, der ikke er velegnet til fremstilling af flystrukturer eller -motorer.

Rent aluminium udviser derimod flydegrænser fra 7 MPa op til omkring 11 MPa, mens aluminiumslegeringer udviser flydegrænser fra 200 MPa op til 600 MPa. Derfor er flydespændingen for aluminiumslegeringer højere end for titanium.

14. Titanium og aluminium: trækstyrke

Trækstyrken af ​​et metal refererer til den højeste belastning, et materiale kan modstå, når det anbringes i spænding. Den ultimative trækstyrke af titanium og dets legeringer ved omgivelsestemperatur varierer fra 230 MPa for de blødeste kvaliteter af kommercielt rent titanium til 1400 MPa for højstyrkelegeringer.

Aluminiumslegeringer udviser på den anden side meget højere styrke end rent aluminium. Rent aluminium har en trækstyrke på 90 MPa, som kan øges til over 690 MPa for nogle varmebehandlelige aluminiumslegeringer.

15. Titanium og aluminium: forskydningsstyrke

Et metals forskydningsstyrke refererer til metallets evne til at modstå forskydningsbelastninger. Titanium har en forskydningsspænding på mellem 40 og 45 MPa, mens aluminium har en forskydningsstyrke på mellem 85 og cirka 435 MPa. Derfor, hvis forskydningsstyrke er en af ​​de primære årsager til materialevalg, kan visse kvaliteter af aluminium være at foretrække frem for titanium.

16. Titanium og Aluminium: Farve

Når man skelner eller skelner mellem titanium og aluminium, er det den mest økonomiske måde at identificere farve. Dette vil hjælpe med at identificere materialer hurtigt med det blotte øje for at undgå at bruge det forkerte metal på dit projekt. For at differentiere har aluminium et sølvhvidt udseende med farver, der spænder fra sølv til mørkegrå afhængigt af materialets legeringselementer. For glattere aluminiumsoverflader er udseendet normalt sølv. Titanium har på den anden side et sølvfarvet udseende, der bliver mørkere under lyset.

Sammenfattende sammenligningstabel

Vi har været i stand til at lave en fornuftig sammenligning mellem titanium og aluminium ved hjælp af cirka 16 egenskaber for at få professionel indsigt i at bruge det rigtige materiale til dit CNC-projekt.

Ejendom

Titanium

Aluminium

Atomtal

s atomnummer er 22 eller 22 protoner

s atomnummer er 13 eller 13 protoner

Ultimate Trækstyrke (UTS)

Den har en trækstyrke på op til 1170MPa

Den har en ultimativ styrke på 310MPa

Smeltepunkt

Titanium smelter ved 1650 – 1670 ᵒC

Aluminium smelter ved 582 – 652 ᵒC

Elektrisk ledningsevne

Titanium har en lav elektrisk ledningsevne aluminium

m udviser fremragende elektrisk ledningsevne

Magneticitet

Det er paramagnetisk

t er ikke magnetisk

Styrke

Det har dobbelt styrke af aluminium

t har en lavere styrke end titanium

Varmeledningsevne

Lav varmeledningsevne høj

h varmeledningsevne

blank

Aluminium VS Titanium, hvilket materiale skal du vælge?

Styrke og holdbarhed. Titanium er stærkere og mere holdbart end aluminium og har et højere styrke-til-vægt-forhold, hvilket betyder, at det kan modstå mere alvorlige stød uden at øge vægten væsentligt. Dette gør titanium til et godt valg til gear, der skal være holdbart og i stand til at modstå stød og slid og de hårdeste miljøer.

Korrosionsbestandighed. Titanium er meget modstandsdygtigt over for korrosion, hvilket gør det ideelt til udendørs gear udsat for fugt, fugt og andre miljøfaktorer, der kan forårsage rust eller nedbrydning. Aluminium er dog også naturligt modstandsdygtigt over for korrosion. Derudover kan aluminium anodiseres eller coates for at give yderligere korrosionsbestandighed. I denne sag har begge den samme korrosionsbestandighed, men titanium er det overlegne metal, når styrke og integritet tages i betragtning.

Vægt. Aluminium er meget lettere end titanium. Imidlertid er titanium stadig et letvægtsmateriale, der tilbyder fremragende styrke og holdbarhed uden at tilføje for meget vægt. Valgene her kræver afvejninger. Hvis spørgsmålet er ren vægt, så er aluminium et klart valg, men hvis du også overvejer levetid og styrke/integritet, er titanium det mere fornuftige valg.

Produktets levetid. Den gennemsnitlige levetid for udendørsudstyr i aluminium er omkring 5-15 år. Titanium gear er stærkere, mere holdbare og holder længere. Selvfølgelig er der undtagelser for hvert materiale, men generelt set vil titanium gear holde i årtier, mens aluminium gear skal udskiftes oftere.

Koste. Aluminiumsgear er altid billigere. Titanium er et sværere materiale at bearbejde end aluminium og derfor dyrere at fremstille. Aluminium er meget bearbejdeligt og kan nemt skæres, formes og formes til komplekse former og designs. Til sammenligning er titanlegeringer sværere. Dette driver prisen på titanium op, hvilket faktisk er en vigtig faktor for kunderne at overveje.

Konklusion

Titanium og aluminium er to vigtige metalmaterialer i prototyping. Egenskaberne af aluminium og titanium gør dem til et alsidigt valg til applikationer i mange forskellige industrier. Denne artikel sammenligner de forskellige egenskaber af titanium og aluminium. Der er også forskellige faktorer, du skal overveje, før du vælger disse metaller. Tjek vores ultimative guide til CNC-bearbejdning af titanium og CNC-bearbejdning af aluminium. Har du brug for mere hjælp, står AN-Prototype klar til at hjælpe. Kontakt os venligst med det samme.

Mest Populære

Relaterede sider

hurtig værktøj

Den ultimative guide til hurtig værktøj

I nutidens hurtige produktionsmiljø er hurtig værktøj blevet et hurtigt værktøj til tilpassede produkter. Denne artikel udforsker verden af ​​hurtig værktøj, dens forskellige typer, fordele, begrænsninger og anvendelser samt et dybdegående kig på, hvordan hurtig værktøj adskiller sig fra traditionel værktøj, og hvor hurtig værktøj er unikt placeret sammenlignet med hurtig prototyping.

CNC-bearbejdning køleplade

Den ultimative guide til CNC-bearbejdning af køleplade

I maskiner og kredsløb er køleplader de mest forsømte komponenter. Dette er dog ikke tilfældet, når man designer hardware, da køleplader spiller en meget vigtig rolle. Næsten alle teknologier inklusive cpu, dioder og transistorer genererer varme, som kan forringe den termiske ydeevne og gøre driften ineffektiv. For at overvinde udfordringen med varmeafledning, anderledes

Titanium vs rustfrit stål

Den ultimative guide til titan vs rustfrit stål

Dagens CNC-bearbejdningsmarked er mangfoldigt. Men når vi behandler materialer, skal vi stadig overveje problemet med tid, omkostninger og brug. Titan og rustfrit stål er vores almindeligt anvendte materialer, i behandlingen af ​​sådanne materialer bør også overveje dets styrke, vægt, om det har korrosionsbestandighed, varmebestandighed og om det er egnet

Kobber vs Messing Hvad er forskellen

Kobber vs Messing Hvad er forskellen

I metalverdenen, kobber eller "rødt metal". Rød kobber og messing forveksles ofte. Selvom begge er alsidige kobberlegeringer, er de elementære metaller på grund af deres unikke karakter, hvilket vil påvirke ydeevne, levetid og endda udseende. Kobber og messing er to meget forskellige metaller, med både ligheder og betydelige forskelle. At vælge det rigtige

Titanium vs aluminium

Den ultimative guide til titan vs aluminium

Hver industri i dagens marked skal overveje materialet til fremstilling af dele, det første, der kommer til at tænke på, er tre egenskaber: prisen på materialet, prisen, styrken og vægten. Både aluminium og titan har andre vigtige egenskaber, såsom fremragende korrosions- og varmebestandighed, og det kan de

vakuum støbning

Ultimativ guide til vakuumstøbning

Vakuumstøbning er den proces, der bruges til at fremstille plastdele af høj kvalitet, der kan sammenlignes med sprøjtestøbte dele. Vakuumstøbeteknologi er blevet udviklet i mere end et halvt århundrede, og det er en forarbejdningsteknologi med høj omkostningsydelse og meget lave omkostninger og tidsomkostninger til fremstilling af dele i lavt volumen. An-Prototype har mere end

  • + 86 19166203281
  • sales@an-prototype.com
  • + 86 13686890013
  • TOP