Barra de titanio Gr5 Ti-6Al-4V de 18 mm Mecanizado

Barra de titanio Gr5 de 18 mm: peso, tolerancia y mecanizado

Dieciocho milímetros es un tamaño conveniente para una barra de aleación de titanio: lo suficientemente pesada para sujetar una rosca y un hombro, lo suficientemente ligera para manipularla a mano y lo suficientemente grande como para que una pieza mecanizada se pueda cortar de ella sin un largo tiempo de entrega en stock. Esta página detalla el peso de una barra Gr5 de 18 mm, cuánta tolerancia esperar y cómo se comporta la aleación bajo la herramienta.

Qué significa Gr5 a este tamaño

Gr5 es Ti-6Al-4V, la aleación de trabajo. La tabla química de esta página da de 5.5 a 6.75 por ciento de aluminio, de 3.5 a 4.5 por ciento de vanadio y oxígeno hasta 0.20 por ciento, con una tracción mínima de 895 MPa, un límite elástico mínimo de 828 MPa y un 10 por ciento de elongación. La densidad es de 4.43 g/cm3, no los 4.51 citados en otra parte de la página, porque el aluminio de la aleación la aligera ligeramente. Cualquier cálculo de peso para Gr5 debe usar 4.43.

Peso por metro y por barra

Una barra redonda de 18 mm tiene una sección de 254.5 milímetros cuadrados. A 4.43 g/cm3 eso da 1.13 kg por metro, por lo que una barra de seis metros pesa 6.76 kg. La misma barra de acero pesaría 2.00 kg por metro, que es de donde proviene la ventaja de manejo del titanio, y también por qué una barra de titanio puede parecer cara por kilogramo y aún así ser competitiva por pieza terminada.

La columna de peso importa por algo más que el manejo. Establece la carga útil de un centro de mecanizado, la capacidad de una sierra y el costo de flete de un envío cotizado en kilogramos. En una barra de 18 mm, la sección es lo suficientemente pequeña como para que un alimentador de barras pueda operarla, lo que no es cierto a 60 mm, y esa es a menudo la razón oculta por la que una pieza se diseña en torno a este tamaño.

Tolerancia y rectitud

Una barra de 18 mm se suministra normalmente torneada, pulida o decapada. La barra torneada se mantiene alrededor de más o menos 0.1 mm en el diámetro, la barra pulida y rectificada puede mantener h9, que para 18 mm es de cero a menos 0.043 mm, y h11 es de cero a menos 0.11 mm. Un dibujo que pide h9 sin decir si la superficie está rectificada está pidiendo una tolerancia que el proceso puede no entregar.

La rectitud se cotiza por separado y a menudo es la propiedad que decide si una barra se alimentará. Alrededor de un milímetro por metro es normal para barras comerciales; una barra que tiene que pasar por un revestimiento de husillo necesita ser mejor, y debe pedirse recta, cortada a medida y avellanada. Los extremos que se cortan a escuadra y se desbarban ahorran más tiempo en la máquina de lo que cuestan en la fábrica.

Recocido, o tratado en solución y envejecido

El atributo de condición en esta página es recocido, y ese es el valor predeterminado correcto para el mecanizado. El Gr5 recocido a 895 MPa de tracción se mecaniza de forma predecible. El tratamiento en solución y el envejecimiento aumentan la resistencia a la tracción hacia 1100 MPa y el límite elástico hacia 1000 MPa, que es de donde provienen las cifras de 1000 MPa que aparecen en las páginas de titanio. Una barra más fuerte es también una barra menos indulgente: se agarrota más rápido, se endurece más rápido y necesita más rigidez en la configuración.

Qué estándar se aplica

Para una barra Gr5 de 18 mm, ASTM B348 es el documento principal y AMS 4928 está disponible bajo pedido para compradores aeroespaciales. F136 y F67 son estándares de implantes, y de los dos solo F136 se aplica, y solo cuando la aleación es la versión ELI certificada como grado 23. Un certificado que ofrece F136 contra Gr5 estándar es una discrepancia que vale la pena consultar.

Notas de mecanizado

La aleación de titanio se corta con una herramienta afilada, una velocidad de superficie modesta y una alimentación pesada que se mantiene bajo la piel endurecida por el trabajo. Se agarrota contra el carburo y contra el acero inoxidable, por lo que una herramienta que ha cortado acero inoxidable no debe pasar directamente al titanio sin una limpieza. El refrigerante tiene que llegar al filo en volumen, porque la baja conductividad térmica de la aleación mantiene el calor en el corte en lugar de dejar que salga con la viruta.

Notas de pedido

Indique el estándar, el grado y si se requiere ELI, el diámetro con su clase de tolerancia y superficie, la longitud y el acabado del extremo, la condición y el paquete de prueba. Un certificado 3.1 con química, resultados de tracción y número de lote es normal, y una verificación PMI a la entrega cierra el ciclo entre lo que se pidió y lo que llegó.

El bloque de atributos de esta página todavía describe el material como titanio puro y la densidad como 4.51. Para una barra Gr5 de 18 mm, ambas entradas son valores predeterminados de plantilla en lugar de hechos sobre este producto: Gr5 es una aleación y su densidad es 4.43. Las tablas de química y tracción más abajo son los datos fiables, y el pedido debe seguir esas.

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