18 mm Gr5 Ti-6Al-4V Titanstahlbearbeitung

18 mm Gr5 Titanstab: Gewicht, Toleranz und Bearbeitung

Achtzehn Millimeter sind eine praktische Größe für einen Titanlegierungsstab: schwer genug, um ein Gewinde und eine Schulter zu halten, leicht genug, um ihn von Hand zu handhaben, und groß genug, dass ein bearbeitetes Teil daraus geschnitten werden kann, ohne lange Lagerzeiten. Diese Seite beschreibt, was ein 18 mm Gr5 Stab wiegt, welche Toleranzen zu erwarten sind und wie sich die Legierung unter dem Werkzeug verhält.

Was Gr5 in dieser Größe bedeutet

Gr5 ist Ti-6Al-4V, die Arbeitspferdlegierung. Die chemische Tabelle auf dieser Seite gibt 5,5 bis 6,75 Prozent Aluminium, 3,5 bis 4,5 Prozent Vanadium und Sauerstoff bis 0,20 Prozent an, mit einer Mindestzugfestigkeit von 895 MPa, einer Mindeststreckgrenze von 828 MPa und 10 Prozent Dehnung. Die Dichte beträgt 4,43 g/cm³, nicht die 4,51, die anderswo auf der Seite angegeben sind, da das Aluminium in der Legierung sie leicht macht. Jede Gewichtsberechnung für Gr5 sollte 4,43 verwenden.

Gewicht pro Meter und pro Stab

Ein 18 mm Rundstab hat eine Querschnittsfläche von 254,5 Quadratmillimetern. Bei 4,43 g/cm³ ergibt das 1,13 kg pro Meter, so dass ein sechs Meter langer Stab 6,76 kg wiegt. Derselbe Stab aus Stahl würde 2,00 kg pro Meter wiegen, was den Handhabungsvorteil von Titan ausmacht und auch erklärt, warum ein Titanstab pro Kilogramm teuer aussehen kann und dennoch pro Fertigteil wettbewerbsfähig ist.

Die Gewichtskolonne ist mehr als nur für die Handhabung wichtig. Sie bestimmt die Nutzlast einer Bearbeitungszentrumspalette, die Kapazität einer Säge und die Frachtkosten einer Sendung in Kilogramm. Bei einem 18 mm Stab ist der Querschnitt klein genug, dass ein Stangenlader ihn verarbeiten kann, was bei 60 mm nicht der Fall ist, und das ist oft der versteckte Grund, warum ein Teil um diese Größe herum konstruiert wird.

Toleranz und Geradheit

Ein 18 mm Stab wird normalerweise gedreht, poliert oder gebeizt geliefert. Gedrehter Stab hält etwa plus oder minus 0,1 mm im Durchmesser, polierter und geschliffener Stab kann h9 halten, was für 18 mm null bis minus 0,043 mm ist, und h11 ist null bis minus 0,11 mm. Eine Zeichnung, die h9 verlangt, ohne die Oberfläche als geschliffen zu bezeichnen, verlangt eine Toleranz, die der Prozess möglicherweise nicht liefert.

Die Geradheit wird separat angegeben und ist oft die Eigenschaft, die entscheidet, ob ein Stab zuführt. Etwa ein Millimeter pro Meter ist normal für kommerzielle Stäbe; ein Stab, der durch eine Spindellagerbuchse geführt werden muss, benötigt bessere und sollte als gerade bestellt, auf Länge geschnitten und angefast werden. Enden, die rechtwinklig gesägt und entgratet sind, sparen mehr Zeit an der Maschine, als sie an der Hütte kosten.

Geglüht oder Lösungsgeglüht und ausgelagert

Das Attribut "Zustand" auf dieser Seite beschreibt das Material als geglüht, und das ist die richtige Standardeinstellung für die Bearbeitung. Geglühtes Gr5 bei 895 MPa Zugfestigkeit lässt sich vorhersehbar bearbeiten. Lösungsglühen und Altern erhöht die Zugfestigkeit auf etwa 1100 MPa und die Streckgrenze auf etwa 1000 MPa, woher die 1000 MPa-Werte stammen, die auf Titanseiten erscheinen. Ein stärkerer Stab ist auch ein weniger fehlerverzeihender Stab: er verschleißt schneller, er verhärtet sich schneller und er benötigt mehr Steifigkeit im Aufbau.

Welcher Standard gilt

Für einen 18 mm Gr5 Stab ist ASTM B348 das primäre Dokument und AMS 4928 ist auf Anfrage für Luft- und Raumfahrtkäufer erhältlich. F136 und F67 sind Implantatstandards, und von beiden gilt nur F136, und das nur, wenn die Legierung die ELI-Version ist, die als Grad 23 zertifiziert ist. Ein Zertifikat, das F136 gegen Standard Gr5 anbietet, ist eine Unstimmigkeit, die es wert ist, hinterfragt zu werden.

Bearbeitungshinweise

Titanlegierung schneidet mit einem scharfen Werkzeug, einer moderaten Oberflächengeschwindigkeit und einem schweren Vorschub, der unter der verhärteten Haut bleibt. Sie verschleißt gegen Hartmetall und gegen Edelstahl, daher sollte ein Werkzeug, das Edelstahl geschnitten hat, nicht direkt in Titan gehen, ohne gereinigt zu werden. Kühlmittel muss die Schneide in großen Mengen erreichen, da die geringe Wärmeleitfähigkeit der Legierung die Wärme im Schnitt hält, anstatt sie mit dem Span abzuführen.

Bestellhinweise

Geben Sie den Standard, die Sorte und ob ELI erforderlich ist, den Durchmesser mit seiner Toleranzklasse und Oberfläche, die Länge und Endbearbeitung, den Zustand und das Testpaket an. Ein 3.1-Zertifikat mit Chemie, Zugfestigkeitsergebnissen und der Chargennummer ist normal, und eine PMI-Prüfung bei Lieferung schließt den Kreis zwischen dem, was bestellt wurde, und dem, was angekommen ist.

Der Attributblock auf dieser Seite beschreibt das Material immer noch als reines Titan und die Dichte als 4,51. Für einen 18 mm Gr5 Stab sind beide Einträge Vorlagenstandardwerte und keine Fakten über dieses Produkt: Gr5 ist eine Legierung und seine Dichte beträgt 4,43. Die Chemie- und Zugfestigkeitstabellen weiter unten sind die zuverlässigen Daten, und die Bestellung sollte diesen folgen.

Produktbilder