Tipos de liga de titânio usada em fundição de investimento

Embora leve e forte, o titânio é difícil de usinar, soldar e moldar. Isso torna a microfusão a melhor forma de produzir peças neste metal.

Neste post do blog vamos explicar:

• Por que o titânio costuma ser o material preferido para peças de ambientes exigentes
• O que o diferencia de outros metais
• Por que ele deve ser investido
• Ligas de titânio para fundição por microfusão

Forte, leve e resistente à corrosão

Embora o titânio tenha sido descoberto no século 18, um alto ponto de fusão (3.020 ° F ou 1.660 ° C) e uma tendência a reagir com o oxigênio dificultaram o processamento. Somente na década de 1960 começou a ser usado nas aplicações aeroespaciais mais desafiadoras.

A indústria aeroespacial gosta de titânio porque é apenas um pouco mais pesado que o alumínio, mas duas vezes mais forte. Ele também resiste a rachaduras e fadiga e exibe muito pouca fluência, o que o torna ideal para componentes de fuselagem.

Duas outras características notáveis ​​são a resistência à corrosão e a biocompatibilidade. Uma camada de óxido de autocura na pele, que se comporta como a do alumínio, ajuda a resistir ao ataque da água salgada e da maioria dos outros produtos químicos (embora não sejam ácidos fortes). trocadores de calor.

Além disso, a biocompatibilidade significa que é um metal que pode ser implantado em humanos sem efeitos adversos.

Desafios de titânio

Além do alto ponto de fusão, o titânio é difícil de trabalhar porque reage prontamente com o oxigênio e é difícil de usinar.

A reatividade é abordada por fusão e vazamento sob vácuo. No entanto, a soldagem é um problema significativo, pois é muito difícil excluir completamente o ar.

Os desafios de usinabilidade decorrem da natureza “gomosa” do metal. Em vez de deslizar suavemente pela ferramenta de corte, ela tende a grudar. Isso causa escoriações que reduzem drasticamente a vida útil da ferramenta.

Fundição de investimento:a melhor maneira de formar componentes de titânio

Fundição de investimento é um processo de forma quase líquida que pode ser realizado sob vácuo. Isso evita reações com oxigênio, elimina a necessidade de soldagem e minimiza a usinagem.

A microfusão começa com uma réplica em cera da peça a ser fundida. A cera é revestida com uma pasta cerâmica que seca em uma casca dura. A cera é então derretida, deixando uma cavidade na qual o titânio fundido é derramado sob vácuo. Uma vez solidificada, a casca é quebrada para revelar a peça fundida.

O processo de microfusão é capaz de alta precisão geométrica e reproduz fielmente detalhes finos da superfície. Rebaixos, paredes finas e recursos embutidos são possíveis e as tolerâncias de usinagem podem ser muito pequenas. Essa capacidade de produzir formas complexas evita a necessidade de soldar peças menores.

Ligas de titânio para fundição por investimento

O titânio está disponível em vários graus comercialmente puros e em quatro tipos principais de liga. A liga, principalmente com alumínio, molibdênio, vanádio e nióbio, é feita para melhorar a resistência à corrosão, resistência à fluência e soldabilidade.

As quatro ligas são:

• 6AL-4V
• 6AL-4V ELI
• 3AL 2.5
• 5AL-2,5Sn

Destes, 6AL-4V é o mais amplamente lançado. Além do uso extensivo na indústria aeroespacial, a resistência à corrosão da água salgada o torna o favorito para eixos de hélice marítimos e trocadores de calor de dessalinização.

O 6AL-4V ELI é considerado uma liga de titânio de grau cirúrgico, pois possui biocompatibilidade excepcionalmente boa, além de resistência à fadiga.

3AL 2.5 é o grau de titânio mais soldável. Também é muito resistente à corrosão e é frequentemente escolhido para peças usadas em processos químicos de alta temperatura, como trocadores de calor.

As aplicações de fuselagem exigem resistência à fluência muito alta, que é onde o 5AL-2.5Sn se destaca. Uma alta relação resistência-peso é outra razão para o uso de titânio.

Fundição de investimento de titânio da Impro

O titânio oferece uma série de vantagens sobre outros metais, mas é difícil de usinar, soldar e moldar. A melhor maneira de produzir peças em titânio é a fundição por microfusão, que produz geometrias precisas, próximas da forma líquida, com paredes finas e detalhes finos.

Graus comercialmente puros são usados ​​para algumas aplicações, mas é mais comum usar titânio ligado com alumínio e outros elementos. Dependendo da composição exata, isso melhora o comportamento da fundição e a resistência à fluência e à corrosão.

A maioria das peças de titânio são fundidas da liga 6AL-4V, mas em algumas aplicações outras ligas podem funcionar melhor. Como uma das principais empresas de fundição de precisão, a Impro pode aconselhar sobre qual liga melhor atenderá às necessidades de seus produtos. Contacte-nos para saber mais.