CNC bewerking

Staal en titanium zijn de twee meest voorkomende CNC-materialen die in verschillende bewerkingsprojecten worden gebruikt. Deze twee metalen staan ​​bekend om hun uitstekende mechanische sterkte en taaiheid. De vergelijking van staalbewerking en het bewerken van titanium is een waardevolle discussie, omdat deze materialen veel legeringen en veelzijdige eigenschappen hebben.

We zullen de verschillen tussen titanium- en staal-CNC-bewerkingen bespreken op basis van hun eigenschappen, bewerkbaarheid, voordelen, nadelen, toepassingen, CNC-bewerkingsomstandigheden en nog veel meer.

Staal versus titanium: bewerking van gewone legeringen

Verschillende legeringen van titanium en staal worden gebruikt in CNC-bewerkingsprojecten. Voor een vergelijking van de bewerking kunt u onderstaande tabel raadplegen titanium versus staal.

Meer dan 100 soorten staal zijn beschikbaar voor CNC-bewerkingsprojecten. Deze variëteiten zijn echter in vier fundamentele categorieën te verdelen.

Staallegeringen

• Koolstofstaal

Koolstofstaal bevat ongeveer 2-3% koolstof in de samenstelling. De hardheid hiervan staallegering hangt af van het koolstofpercentage en hoe hoger de hardheid naarmate koolstof toeneemt. Het biedt een hoge bewerkbaarheid als het gaat om verwerking met CNC-technologie, die afneemt naarmate het koolstofgehalte toeneemt. Enkele populaire cijfers in deze categorie zijn dat wel 1010, 1018, 1030, 1040 en 1080.

• Gelegeerd staal

Zoals de naam al doet vermoeden, is het de combinatie van staal met andere verschillende legeringselementen, zoals nikkel, mangaan, koper, vanadium, chroom, wolfraam en andere metalen.  Gelegeerd staal versus koolstofstaal: De opname van deze materialen maakt gelegeerd staal zeer corrosiebestendig en slijtvast, waardoor de sterkte en hardheid worden gemaximaliseerd. Enkele populaire gelegeerde staalsoorten zijn 4130, 4140, 4340 en 6150. Het biedt uitstekende nauwkeurigheid en is eenvoudig te bewerken.

• RVS

Bij roestvrij staal zit 10-20% chroom in de samenstelling, wat bijdraagt ​​aan de stevigheid en zorgt voor een glanzende zilveren uitstraling. Het is duurder dan eerdere soorten, heeft een hoge corrosieweerstand en is minder bewerkbaar. Enkele populaire soorten roestvrij staal zijn 303, 304 en 316.

• Gereedschapstaal

Gereedschapsstaal is meestal gehard en heeft de laagste bewerkbaarheid van de vier staalklassen. De toepassingen van dit staal omvatten het maken van snij-, vorm- en andere gereedschappen. Er zijn zes groepen gereedschapsstaal: waterhardend, koudwerk, schokbestendig, hoge snelheid, heetwerk en speciaal gebruik (Gereedschapsstaal | De vier soorten staal, 2015).

Titanium legeringen

Titanium is een metaal dat lichtgewicht, robuust, duurzaam en opmerkelijk corrosiebestendig is. Verschillende industrieën vertrouwen erop CNC-bewerking van titanium voor precieze onderdelen.

Titanium is een lichtgewicht, sterk, duurzaam en zeer corrosiebestendig metaal. Het biedt superieure taaiheid en hardheid, samen met een lage wrijvingscoëfficiënt en slijtvastheid. Twee primaire legeringen van titanium die worden gebruikt bij CNC-bewerkingen zijn Ti-6Al-4V en Ti-6Al-4VEli. De eerste staat bekend om zijn superieure sterkte, en de tweede vanwege zijn biocompatibiliteit.

Titanium is onderverdeeld in de klassen 1, 2, 3, 4, 7 en 11. De eerste vier kwaliteiten worden beschouwd als de zuivere legeringskwaliteiten, terwijl de volgende drie legeringskwaliteiten zijn.

Meer informatie: 

Koolstofstaal versus titanium

Welke heeft de hogere bewerkbaarheid, staal of titanium?

CNC verspanen van staal

bewerkbaarheid is een parameter van de subtractief productieproces dat verwijst naar hoe gemakkelijk het materiaal kan worden verwijderd tijdens bewerkingen, zoals frezen, draaien, boren, En anderen.

Het is een cruciale meting om het succes van het CNC-bewerkingsproject voor een bepaald materiaal te garanderen. De elastische eigenschappen spelen een belangrijke rol bij de bewerkbaarheid, aangezien het minder elastische materiaal snel vervormt. Bovendien is hardheid een ander kenmerk dat de bewerkbaarheid beïnvloedt.

Titanium is een hard metaal en heeft een lage elasticiteit. Daarom is het minder bewerkbaar dan staal. Het vereist verschillende overwegingen en gespecialiseerde bewerkingsgereedschappen om te verwerken met CNC-bewerking. Aan de andere kant is staal elastischer dan titanium en biedt het een betere bewerkbaarheid.

Zie ook:

Bewerkbaarheid van materiaal en relatie met CNC-bewerking

Vergelijking: fysieke en mechanische eigenschappen

Beide materialen zijn populair in CNC-bewerkingsprojecten vanwege hun sterkte en taaiheid. Laten we de fysieke en mechanische eigenschappen vergelijken.

Sterkte-gewichtsverhouding: Titanium heeft een hoge sterkte-gewichtsverhouding vanwege het lage dichtheidskarakter. Titanium wordt vergeleken met staal, het biedt dezelfde sterkte als staal met 40% van zijn gewicht.

Corrosieweerstand: Titanium biedt meer weerstand tegen corrosie dan staal en zijn legeringen. Staal is reactiever ten opzichte van zuren, basen en industriële chemicaliën, terwijl titanium stabiel is met deze chemicaliën. Het kan echter bij hoge temperaturen reageren op geconcentreerde zuren.

Elektrische geleiding: Staal laat stroom gemakkelijker stromen dan titanium vanwege de lagere elektrische weerstand. De slechte geleidbaarheid van titanium maakt het een goede elektrische weerstand.

Warmtegeleiding:De thermische geleidbaarheid van staal is hoger dan die van titanium en zijn legeringen, en het is verstandig om voor thermische toepassingen te kiezen voor CNC-bewerking van staal. Staal kan warmte beter absorberen en overdragen dan titanium.

Hardheid: Hardheid is de belangrijke mechanische eigenschap van elk technisch materiaal. Het bepaalt de slijtvastheid, vervorming, etsing en andere aspecten. Het kiezen van het materiaal voor een CNC-project vereist een zeer zorgvuldige afweging. De titaniumoxidelaag, die op Titanium groeit, zorgt voor een stijf oppervlak dat bestand is tegen de meest indringende krachten. Staal kan echter de hardheid van titanium evenaren met het warmtebehandelingsproces.

Duurzaam: Titanium is superieur aan staal als het gaat om duurzaamheid. Het is bijna 2 tot 4 keer sterker dan staal, afhankelijk van het legeringstype. Als CNC-gefreesde onderdelen aandacht krijgen voor krassen en een geschikte oppervlakteafwerking, kunnen ze lang meegaan.

Mechanische kracht: Je zou denken dat titanium doorslaggevend is voor de rekgrens, maar staal heeft meer treksterkte. Hoewel titanium sterker is op basis van massa per eenheid. Het is beter om staal te kiezen voor algehele sterkte en titanium voor sterkte per eenheid. Evenzo biedt staal een hoge trek- en afschuifsterkte, maar titanium is een goede keuze voor massasterkte per eenheid.

Thermische stabiliteit: Titanium onderdelen kunnen werken bij hoge temperaturen in vergelijking met staal. Het is verstandig om te kiezen voor thermische toepassingen. Het smelten van titanium is 1668 ± 10 °C, terwijl staal wordt omgezet in vloeistof bij ongeveer 1370 °C (Hayes, 1956).

Vergelijking van toepassingen

CNC-bewerking van titanium en staal hebben beide een breed scala aan toepassingen in verschillende industrieën. Laten we ze eens nader vergelijken.

Meer informatie:

Roestvrijstalen platen voor fabricageprojecten

Vergelijking van CNC-bewerkingsvariabelen

Vergelijking van opties voor oppervlakteafwerking

CNC-bewerking van staal zorgt voor meer gladde onderdelen dan titanium. Er kunnen echter verschillende benaderingen voor oppervlakteafwerking worden toegepast om de oppervlaktekwaliteit te verbeteren en de ruwheid te beheersen.

Meer informatie:

• Titanium Anodize: kracht en schoonheid ontrafelen
• De kracht van plasma: kan het titanium snijden?
• Toepassingen van titaniumplasmasnijden

Vergelijking van voordelen

Vergelijking van nadelen

Conclusie

Staal en titanium zijn twee veelgebruikte CNC-bewerkingsmaterialen die in veel industrieën van toepassing zijn. Deze twee materialen zijn er in een breed scala aan legeringen met indrukwekkende eigenschappen. Bijna elke CNC-bewerking kan op deze legeringen worden uitgevoerd met behulp van geschikte gereedschappen en bewerkingsparameters. Selectie van de ideale staal- en titaniumlegering vereist een grondig begrip van hun eigenschappen, bewerkingsomstandigheden, vereisten voor het beoogde gebruik en nog veel meer attributen.

ProleanTech biedt CNC-bewerkingsdiensten voor meer dan 50 materiaalopties, waaronder titanium en staal. Onze ingenieurs analyseren nauwgezet de vereisten en de precisie-haalbaarheid om de onderdelen te maken maatwerk van staal  en bewerkingsdiensten voor titanium. We beschikken over een ervaren team van ingenieurs en geavanceerde CNC-technologie om uw ontwerp om te zetten in realiteit.

FAQ's

Is titanium sterker dan staal?

Titanium heeft een hogere sterkte-gewichtsverhouding in vergelijking met staal, waardoor het per eenheid sterker wordt. Staal heeft echter een hogere algehele sterkte, dus het kan nog steeds de voorkeur hebben voor toepassingen die een hoog draagvermogen en weerstand tegen vervorming vereisen.

Hoe verhoudt het gewicht van titanium zich tot dat van staal?

Titanium is ongeveer 60% lichter dan staal, waardoor het een ideale keuze is voor toepassingen waarbij gewichtsvermindering van cruciaal belang is, zoals de ruimtevaart, de auto-industrie en de medische industrie.

Titanium versus roestvrij staal, hoe verhoudt het zich tot verspaning? 

Het bewerken van titanium is over het algemeen moeilijker dan het bewerken van roestvrij staal vanwege de lagere thermische geleidbaarheid, hogere chemische reactiviteit en neiging tot harden. Titanium vereist doorgaans lagere snijsnelheden, lagere voedingssnelheden en gespecialiseerd gereedschap om overmatige gereedschapsslijtage te voorkomen en precisie te garanderen.

Welk materiaal is gemakkelijk te bewerken met CNC-bewerking, Titanium of staal?

Staallegeringen zijn beter bewerkbaar dan titaniumlegeringen. Het kan echter eenvoudig worden verwerkt met de juiste bewerkingsgereedschappen en CNC-parameters.

Wat zijn de voordelen van CNC-bewerking van staal?

CNC-bewerking van staal biedt complexe vormen, maatnauwkeurigheid, duurzaamheid, kosteneffectiviteit, snelle doorlooptijd en nog veel meer voordelen.

Welke staalsoorten worden vaak gebruikt voor CNC-bewerkingen?

Veelvoorkomende staalsoorten die worden gebruikt voor CNC-bewerkingen zijn onder meer koolstofarm staal, gereedschapsstaal en roestvrij staal (zoals 304 en 316). Elk type heeft zijn eigen voordelen en toepassingen, afhankelijk van factoren als sterkte, corrosieweerstand en bewerkbaarheid.

Waarom is titanium moeilijk voor CNC-bewerkingen?

Titanium is moeilijk voor precieze CNC-bewerking vanwege zijn kenmerken, waaronder de hardheid, beperkte warmtegeleiding en hoge mechanische sterkte. Hierbij moet rekening worden gehouden met verschillende operationele factoren.

Wat zijn de voordelen van titanium CNC-bewerking?

Titanium CNC-bewerking biedt onderdelen met superieure corrosieweerstand, gecompliceerde vormen, precisie, esthetische aantrekkingskracht en nog veel meer voordelen.

Welk materiaal is ideaal voor mijn CNC-bewerkingsproject?

Selectie tussen staal en titanium voor uw CNC-bewerkingsprojecten hangt af van de specificaties, vereist functies, precisie, beoogd gebruik, kosten en vele andere factoren.

Bibliografie

1. Hayes, DK (1956). Smeltpuntbepaling van hafnium, zirkonium en titanium. Springer Link.
2. (2015). Gereedschapsstaal | De vier soorten staal. van https://www.metalsupermarkets.com/.
3. (2014). Troublesome Titanium – Tips voor het bewerken van dit taaie materiaal. SANDVIK Coromant, van https://www.sandvik.coromant.com/.
4. (zd). Whitney stelde snijsnelheden voor. WHITNEY TOOLS, van https://www.suncoasttools.com/.

Zie ook:

Wat is metaalbewerking voor auto-onderdelen