Titanio: La Elección Ligera y Duradera para Componentes Aeroespaciales

La última publicación de nuestra serie de blogs Ciencia de Materiales nos adentra en el mundo del mecanizado. Aquí, analizamos el titanio de alta resistencia y desglosamos los beneficios y debilidades para ayudarle a decidir si este es el material adecuado para su próximo proyecto de mecanizado.

El titanio es una opción de material popular para piezas que requieren resistencia y resistencia a la corrosión a bajo peso, como esta pieza del cuadro de bicicleta plegable de Helix.

Propiedades y Especificaciones

En Protolabs ofrecemos material de titanio Grado 5 6Al-4V para impresión 3D de metal, fresado CNC y torneado CNC. Esta publicación se centrará en la aleación grado 5 usada en proyectos de mecanizado. La aleación de titanio forjada es el grado más ampliamente utilizado y es una aleación de dos fases, Alfa-Beta, con aluminio como estabilizador alfa y vanadio como estabilizador beta.

El Titanio Grado 5 6Al-4V ofrece propiedades de muy alta resistencia, durabilidad y resistencia a la corrosión y puede usarse en una amplia gama de temperaturas desde criogénicas (aproximadamente -150 °C) hasta 800 °F (427 °C). Estas propiedades lo hacen una buena opción para una variedad de aplicaciones, incluyendo sujetadores, vasos a presión y forjados críticos que requieren altas relaciones resistencia-peso.

La baja expansión térmica del titanio, con un punto de fusión de alrededor de 3,000 °F (1,649 °C), significa que mantiene bien su forma cuando se expone al calor. La aleación se usa en condición recocida o en condición de solución y envejecida, registrando 30-34 y 35-39 respectivamente en la escala de dureza HRC.

Titanio y la Industria Aeroespacial

Como indica el Panorama Global de la Industria Aeroespacial y de Defensa 2019 de Deloitte, a medida que el crecimiento ascendente continúa en tendencia para las industrias aeroespacial y de defensa, la demanda de producción también sigue aumentando. Y, al diseñar para aplicaciones aeroespaciales y de defensa, la selección de materiales es crítica. Para componentes que dejan la Tierra, la reducción de componentes y la ligereza es clave. Los diseñadores e ingenieros de piezas en este espacio saben cuántas onzas de combustible se necesitan para volar un gramo de peso, por lo que ligeras reducciones impulsan grandes ganancias.

El hecho de que el Titanio Grado 5 6Al-4V sea ligero, mientras aún ofrece alta resistencia y resistencia a la temperatura, lo hace especialmente popular en las industrias de aviación y aeroespacial. Aplicaciones comunes incluyen álabes de compresor, discos y anillos para motores a reacción; componentes de fuselaje y cápsulas espaciales; carcazas de motores cohete; y cubos de rotor de helicóptero. Sin embargo, tanto como presume de alta resistencia a la temperatura y corrosión, el titanio es un conductor eléctrico igualmente pobre, lo que lo hace una mala opción en aplicaciones eléctricas. También es más caro comparado con otros metales ligeros, como el aluminio.

Ofrecemos opciones de recubrimiento Tipo I, No RoHS (Amarillo); Tipo II, RoHS (Transparente); Clase 1A (máxima protección, pintado o sin pintar); y Clase 3 (máxima protección donde se requiere baja resistencia eléctrica).

Opciones de Acabado Añaden Resistencia Extra

El recubrimiento cromado es una excelente manera de proteger sus piezas mecanizadas de titanio del desgaste general. Y, dado que la apariencia del titanio grado 5 varía dependiendo de cuánto se ha alterado, desde gris mate en forma cruda hasta plateado brillante cuando está liso, el recubrimiento es una buena manera de crear una apariencia cosmética mejorada y consistente.

El recubrimiento cromado es un recubrimiento de conversión, lo que significa que el proceso cambia el carácter químico de la superficie, volviéndola óxido de aluminio. Su capa protectora proporciona resistencia a la corrosión y una apariencia cosmética mejorada para piezas metálicas. Esto difiere del proceso de anodizado —disponible para piezas de aluminio— en el que la pieza se coloca en un baño de ácido mientras la electricidad corre entre el metal —actuando como un ánodo cargado positivamente— y el baño de ácido rico en oxígeno. Dentro del circuito eléctrico, los opuestos se atraen y el oxígeno se une al metal, formando una capa protectora más gruesa en la superficie para proporcionar protección contra desgaste y corrosión.

Para más información sobre nuestros materiales de fabricación, visite nuestra Guía de Comparación de Materiales, o solicite un selector gratuito de materiales para mecanizado CNC. La guía de referencia rápida de bolsillo le ayuda a identificar los materiales adecuados para su próximo proyecto, listando mediciones específicas de propiedades para asegurar que tenga el material y proceso más adecuados para la aplicación de su pieza.