Titane léger mais durable Excellente option pour les pièces aérospatiales

Le dernier article de notre série de blogs sur la science des matériaux nous transporte dans le monde de l'usinage. Ici, nous examinons le titane à haute résistance et décomposons les avantages et les faiblesses pour vous aider à décider s'il s'agit du bon matériau pour votre prochain projet d'usinage.

Le titane est une option de matériau populaire pour les pièces nécessitant une résistance et une résistance à la corrosion à un faible poids, comme cette pièce de Helix's cadre de vélo pliant.

Propriétés et spécifications

Chez Protolabs, nous proposons du titane Grade 5 6Al-4V pour l'impression 3D métal, le fraisage CNC et le tournage CNC. Cet article se concentrera sur l'alliage de grade 5 utilisé dans les projets d'usinage. L'alliage de titane corroyé est la nuance la plus largement utilisée. Il s'agit d'un alliage alpha-bêta biphasé avec de l'aluminium comme stabilisant alpha et du vanadium comme stabilisant bêta.

Le titane de grade 5 6Al-4V offre des propriétés de résistance, de durabilité et de résistance à la corrosion très élevées et peut être utilisé à une large gamme de températures allant de la cryogénie (environ -150 degrés C) à 800 degrés F. Ces propriétés en font un bon choix pour une variété d'applications, y compris les fixations, les récipients sous pression et les pièces forgées critiques nécessitant des rapports résistance/poids élevés.

La faible dilatation thermique du titane, avec un point de fusion d'environ 3 000 degrés F, signifie qu'il conserve bien sa forme lorsqu'il est exposé à la chaleur. L'alliage est utilisé à l'état recuit ou en solution et à l'état vieilli, enregistrant respectivement 30-34 et 35-39 sur l'échelle de dureté HRC.

Le titane et l'industrie aérospatiale

Comme l'indiquent les perspectives de l'industrie mondiale de l'aérospatiale et de la défense 2019 de Deloitte, alors que la croissance à la hausse continue de se poursuivre dans les industries de l'aérospatiale et de la défense, la demande de production continue également d'augmenter. Et, lors de la conception pour des applications aérospatiales et de défense, la sélection des matériaux est essentielle. Pour les composants quittant la terre, la réduction des composants et l'allègement sont essentiels. Les concepteurs de pièces et les ingénieurs de cet espace savent combien d'onces de carburant il faut pour faire voler un gramme de poids, donc de légères réductions entraînent des gains importants.

Le fait que le titane grade 5 6Al-4V soit léger, tout en offrant une résistance élevée et une résistance à la température, le rend particulièrement populaire dans les industries aéronautique et aérospatiale. Les applications courantes incluent les aubes de compresseur, les disques et les anneaux pour les moteurs à réaction; composants de cellule et de capsule spatiale ; carters de moteurs de fusées; et moyeux de rotor d'hélicoptère. Cependant, même s'il offre une résistance élevée aux températures et à la corrosion, le titane est un conducteur électrique tout aussi médiocre, ce qui en fait une mauvaise option dans les applications électriques. Il est également plus cher que d'autres métaux légers, comme l'aluminium.

Nous proposons le type I, non RoHS (jaune) ; Type II, RoHS (transparent) ; Classe 1A (protection maximale, peinte ou non peinte); et options de placage de classe 3 (protection maximale lorsqu'une faible résistance électrique est requise).

Les options de finition ajoutent une résistance supplémentaire

Le placage au chrome est un excellent moyen de protéger vos pièces usinées en titane de l'usure générale. Et, puisque l'apparence du titane grade 5 varie en fonction de son degré de modification, allant du gris terne sous forme brute à l'argent brillant lorsqu'il est lisse, le placage est un bon moyen de créer une apparence esthétique améliorée et cohérente.

Le placage au chromate est un revêtement de conversion, ce qui signifie que le processus modifie le caractère chimique de la surface, la transformant en oxyde d'aluminium. Sa couche protectrice offre une résistance à la corrosion et un aspect cosmétique amélioré pour les pièces métalliques. Cela diffère du processus d'anodisation - disponible pour les pièces en aluminium - dans lequel la pièce est placée dans un bain d'acide tandis que l'électricité circule entre le métal - agissant comme une anode chargée positivement - et le bain d'acide riche en oxygène. Dans le circuit électrique, les contraires s'attirent et l'oxygène se lie au métal, formant une couche protectrice plus épaisse sur la surface pour fournir une protection contre l'usure et la corrosion.

Pour plus d'informations sur nos matériaux de fabrication, visitez notre guide de comparaison des matériaux ou commandez un sélecteur de matériaux d'usinage CNC gratuit. Le guide de référence rapide au format de poche vous aide à identifier les bons matériaux pour votre prochain projet, répertoriant les mesures spécifiques sur les propriétés pour vous assurer que vous disposez du matériau et du processus les plus appropriés pour l'application de votre pièce.