グレード9対グレード5チタン比較:適切なチタン合金を選択する方法

ビュー: 0     著者:サイトエディターの公開時間:2024-08-27 Origin: サイト

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グレード9対グレード5チタン比較:適切なチタン合金を選択する方法

チタン合金の世界では、グレード5チタンは古い友人であり、航空宇宙、自動車、医療、石油、ガスの用途を支配しています。ただし、特定の費用対効果の高い精密生産アプリケーションの場合、グレード5チタン合金は必ずしもチタン合金の最良の選択ではありません。グレード5とグレード9の合金は組成が90%同一ですが、生産、人件費、製造コストを考慮すると、それらの間には大きな違いがあります。

この記事では、5年生とグレード9チタンのプロパティと使用法のシナリオを詳しく調べて、特定のアプリケーションに最も情報に基づいた選択肢を作成できるようにします。

グレード9チタンとグレード5チタンの特性を比較します

グレード5およびグレード9チタンはチタン合金です。彼らは最大95%の平均合金組成を持っています。両方の材料に31の材料プロパティ値があります。 2つの特性を詳細に比較しましょう。

グレード5チタンとは何ですか?

グレード5チタン(TI-6AL-4V)は、最も一般的で汎用性の高いチタン合金です。 TI-6AL4V良好な剛性と熱特性を保持しながら、他の商業的に純粋なチタンよりも著しく強い(熱伝導率を除く)。これは高強度のチタンであり、アルファベタチタングレードの材料に属します。 6%のアルミニウムと4%のバナジウムで構成されています。それは、低密度、高強度、高耐食性によって特徴付けられます。このタイプのチタンは、航空機のコンポーネント、宇宙船構造で使用され、軽量のために航空宇宙用途の燃料効率に貢献しています。また、人体に対する反応性が低いため、医療インプラント、海洋用途、スポーツ用品の製造にも使用されます。このタイプのチタン合金バーとビレットの一般的な標準はASTM B348ですが、外科用インプラント用途向けのこのグレードの偽造フォームの場合、ASTM F136標準が使用されます。

グレード5チタンは優れた素材であり、非常に厳しいアプリケーションに適しています。必要な厚さを達成するには、グレード5チタンの細かい切断または研削が必要であり、小ゲージアプリケーションでのその使用は厳しく制限されています。

グレード5チタンを冷たく形成することはできないため、グレード9チタンのように刻印または効率的に描画することはできません。成形可能なチタン合金にはより良い選択があるため、成形が必要ない場合に最もよく使用されます。

グレード9チタンの特性はどうですか?

グレード9チタン合金は2.5%バナジウムと3%のアルミニウムで構成され、アルファベータ合金カテゴリに属します。このチタン材料は、溶接性、強度、耐食性の間の特性のバランスの取れた組み合わせを提供します。このタイプのチタンは、化学プロセス、航空宇宙用途、スポーツ用品、生物医学装置で使用されます。 ASTM標準B265は、プレート、シート、ストリップの形状に使用されます。 ASTM B348はビレットとバーに使用されます。

グレード9チタン合金(TI 3-2.5チタン合金と呼ばれる)は、サイズが小さいため、グレード5チタン合金よりも幅広いコンポーネントに適しています。グレード9チタン合金は優れた腐食抵抗を持ち、1級から4グレードの商業的に純粋なチタン合金よりも高い温度で使用できます。グレード9チタン合金は熱処理可能であり、溶接性が良好で、グレード5チタン合金よりも形成がはるかに困難であり、寒い作業と年齢の硬化によって硬化することができます。それらは、寒い作業と年齢の硬化によって硬化することができます。いくつかの一般的なアプリケーションには次のものが含まれます。

l医療用ペースメーカー

Lテニスラケット

L油圧チューブ

lハニカム

Lゴルフクラブシャフト

lベロー

グレード5チタン

チタングレード5アプリケーション

TI-6AL-4Vとも呼ばれるチタングレード5は、さまざまな業界で広く採用されている非常に用途が広く耐食性合金です。例外的な強度と重量の比率を誇っているため、軽量でありながら耐久性のある材料が最重要である航空機のコンポーネントなどの航空宇宙用途に最適です。自動車産業では、5年生のチタンはエンジン部品と排気システムでの使用を見つけています。インプラントを含む医療機器は、その生体適合性と高性能特性も利用しています。さらに、海水抵抗のため、船の構造と沖合のプラットフォームのための海洋工学では一般的です。最後に、航空宇宙、防衛、およびスポーツ用品セクターはすべて、その優れた機械的特性と耐久性のためにグレード5チタンを活用しています。

Ti6Al4V G5は3D印刷でどのように使用されていますか?

TI64-G5チタン合金には、鋼よりも約50%低い弾性率があり、熱伝導率は80%低いため、従来の製造方法を使用してチタン合金を機械加工するのが難しくなっています。その結果、さまざまな切削工具材料とチタン合金の間で発生する可能性のある化学反応は言うまでもなく、製造ツールの摩耗と裂け目が増加し、部品の機械加工された表面の完全性が低下します。

これが、Titanium Additive Manufacturing(AM)が、このような課題を回避し、従来の製造の減算ステップを最小化する信頼できる信頼できるソリューションである理由です。さらに、AMは複雑なジオメトリの設計を許可し、材料の廃棄物を減らします。

それはすべて、粉末形のTi6al4v合金から始まります。これは、ガス霧化またはプラズマ霧化によって実現できます。どちらの方法でも、3D印刷に使用できる球状のTi6Al4V粒子を生成します。しかし、粉末の粒子のサイズと特性、そして最終的に印刷された部分の特性を決定するため、どの方法を使用するかを知ることが重要です。

Ti6Al4V G5は3D印刷でどのように使用されていますか?

汎用性の高いチタン合金であるTI6AL4Vグレード5は、指向エネルギー堆積(DED)、選択的レーザー融解(SLM)、層状製造(LMD)、電子ビーム融解(EBM)などのさまざまな添加剤(AM)技術を使用して製造できます。 Powder Bed Fusion(PBF)プロセスの下で分類されたSLMとDEDの両方が、高エネルギーレーザーを使用して、金属粉末を複雑な3D構造に融合させます。これらの方法は、酸化に対する親和性のためにチタンの一般的な問題である酸化を防ぐ不活性雰囲気を提供します。ただし、PBFは一般にパートサイズが制限されているため、スペアパーツや医療用インプラントなどの小規模コンポーネントに最適です。微粉末粒子(<40 µm)は非常に重要ですが、製造コストを増加させ、未使用の粉末は将来のプリントでは回収できません。

一方、LMDは、特に修理、表面コーティング、または新しい機能の追加のために、より大きな部品の生産に優れています。酸化を最小限に抑えるために不活性ガスの流れが融解することにより、金属粉末を融解によって基板に融合するレーザー源を使用します。それにもかかわらず、課題は熱管理と幾何学的制約から生じ、慎重な取り扱いが必要です。

SLMのバリアントであるEBMは、融解のためにレーザーの代わりに電子ビームを利用します。磁場に導かれたビームは、精度と最終製品の品質を犠牲にしていますが、SLMに比べて製造速度を高速にします。要約すると、各AMテクニックは、さまざまなアプリケーション要件に応じて、TI6AL4Vグレード5に適用されると、独自の利点と制限をもたらします。

グレード9チタンは何に使用されますか?

Ti 3Al-2.5Vと呼ばれることもあるチタングレード9は、3%のアルミニウムと2.5%のバナジウムを含むチタンから作られています。チタン9グレード9の強度は、グレード4と5の強さの間にありますが、より形式的で溶接可能です。また、重量は鋼鉄より60%少なく、冷たいローリング特性が良好です。

グレード9チタン合金(一般的にTI-3-2.5と呼ばれる)は、薄い寸法に巻き込まれる能力により、汎用性が向上し、コンポーネントと部品のより広い配列のグレード5チタンよりも好ましい選択肢となっています。 例外的な腐食抵抗により、標準的な商業グレード1〜4と比較して、温度の上昇に耐えることができます。

冷たいローリングとフォーミン性のおかげで、TI-3-2.5は、航空宇宙、海洋、自動車、およびヘルスケア産業全体の高精度アプリケーションでニッチを見つけます。 グレード6-4とは異なり、このグレードでは、伸縮、スタンピング、および極薄0.001インチまたは0.025ミリメートルまでの形成を可能にし、複雑な製造を可能にします。 この材料は熱的に処理可能で溶接可能であり、通常、老化した硬化が必要な、マシンが硬くするグレード5よりも管理しやすい形成プロセスを提供します。

いくつかの一般的なアプリケーションには次のものが含まれます。

●テニスラケット

●医療用ペースメーカー

●波形チューブ

●油圧オイルホース

●ゴルフクラブシャフト

グレード9チタン

グレード5チタン6AL-4Vのコストの上昇

グレード5チタンは、切断とストレッチングによりわずかに優れていますが、その特性は人間の骨に近いため、医療用インプラントなどの洗練された部品を作るのに適しています。また、過酷な環境で機能する高強度の自転車部品とファスナーにも一般的に使用されています。

ただし、グレード5チタンにはわずかな欠点があります。グレード9ほど簡単に形に屈することはできません。したがって、多くのスタンピングやストレッチが必要な場合は、グレード9がより良い選択かもしれません。それにもかかわらず、グレード5チタンはまだその形状を変えるために加熱することができますが、コイルを直接使用するよりもプロセスはより複雑です。

グレード5チタンは、その生産が非常に洗練されており、高価な真空融解技術を使用する必要があるため、コストを増加させるため、高価です。さらに、特定の厚さを達成するためには、特に小型の製品での使用範囲を制限する微細な切断または研削が必要になる場合があります。また、この細かい治療は、もはや溶けることができない廃棄物につながり、多くの資源を無駄にします。

全体として、グレード5チタンは高品質の選択肢であり、特にパフォーマンスが非常に厳しい分野に適していますが、価格と製造プロセスにより大量生産ではあまり一般的ではありません。

グレード9チタン3AL-2.5Vの製造ソリューション

Ti 3Al-2.5Vと呼ばれるこの素晴らしい金属であるグレード9チタンは、いくつかの一般的な合金を置き換えることができ、使いやすいです。ビルディングブロックで遊ぶのと同じくらい簡単に処理し、航空機の部品や医療機器の製造など、非常に高い精度を必要とする仕事に特に適しています。この金属のもう1つの利点は、他の金属のように事前に大量に保管する必要がないことです。いつでも注文できるため、配達は速く、多くの倉庫コストを節約できます。

Ti 3AL-2.5Vのパワーは、一般的に使用されるグレード5チタン合金よりも、非常に薄い糸、紙のようなシート、およびより小さな部品にさらに適したものにすることができることです。さらに、それは腐食に対して非常に耐性があり、より高い温度で動作する可能性があります。また、愚かなパテで遊ぶように、曲がったり、平らになったり、さまざまな形になったりすることもあります。さらに、加熱処理後に強くなり、溶接が容易になり、グレード5チタン合金ほど扱うことは困難ではありません。全体として、TI 3AL-2.5Vは、使いやすく経済的であるため、精密な製造とエンジニアリングに最適です。

結論

グレード9チタンがアプリケーションに最適な金属であると思う場合は、永続的なチタンに必要なものを見つけることができます。

私たちのチームには、金属を正確な寸法に削減するスキルと専門知識があり、幅広い合金とグレードのチタン製品を提供しています。ご質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。プロの品質サービスを提供していただきます。

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