Titanlegierungsdraht der Güteklasse 5 (auch bekannt als TC4/Ti-6Al-4V) gilt als das bekannteste Mitglied der Titanlegierungsfamilie. Dank seiner extrem hohen Festigkeit, seines sehr geringen Gewichts und seiner besonders guten Korrosionsbeständigkeit spielt er eine entscheidende Rolle in vielen Hightech-Bereichen wie der Luftfahrt, der Medizin und der chemischen Industrie.
Titanlegierungsdraht der Güteklasse 5 ist ein Kernwerkstoff in vielen Bereichen und wird insbesondere in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt: Hier findet er seine Anwendung. Durch die Nutzung seiner hohen spezifischen Festigkeit (Festigkeit/Dichte-Verhältnis) wird er zur Herstellung von Flugzeugstrukturbauteilen, Befestigungselementen, Motorteilen und Hydraulikleitungen verwendet, wodurch das Gewicht deutlich reduziert und die Treibstoffeffizienz verbessert werden kann. Medizinindustrie: Aufgrund seiner hervorragenden Biokompatibilität (Affinität zu menschlichem Gewebe und keine Toxizität) wird es häufig zur Herstellung verschiedener Implantate wie Knochennägel, Knochenplatten, Zahnkronen und Schädelfixierungsvorrichtungen etc. verwendet. Bitte beachten Sie, dass im medizinischen Bereich höhere Anforderungen an die Materialreinheit gestellt werden und die hochreine Variante Gr.5 ELI (Grad 23) bevorzugt wird.
Neue Energien und Chemie: Im Bereich der Chemie macht es seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit zur idealen Wahl für die Herstellung von Filtersieben, Rührstäben und Befestigungselementen. In den aufkommenden Wasserstoffbrennstoffzellen und Wasserstoffelektrolyseanlagen dient es als Bipolarplattenverbinder und Elektrodenrahmen und ermöglicht so den Langzeitbetrieb in stark sauren oder stark alkalischen Umgebungen. Weitere High-End-Industrien: Dank seiner hohen Festigkeit, seines geringen Gewichts und seiner Elastizität findet es breite Anwendung in der Fertigung von Automobilmotorenkomponenten (wie Pleuelstangen), Motorradstoßdämpferfedern, Hochleistungssportgeräten und als Schweißzusatzwerkstoff.
Verarbeitbarkeit: Die Verarbeitbarkeit (z. B. Stanzen) ist geringer als die von Reintitan, die Plastizität jedoch gut. Bei der mechanischen Bearbeitung sind in der Regel Hartmetall-Schneidwerkzeuge erforderlich, zusammen mit hohen Vorschüben, niedrigen Schnittgeschwindigkeiten und ausreichender Kühlung. Schweißbarkeit: Die Schweißbarkeit ist ausgezeichnet, und die Festigkeit der Schweißverbindung kann über 90 % der Festigkeit des Grundwerkstoffs erreichen. Wärmebehandlung: Die mechanischen Eigenschaften lassen sich durch Glühen (bei ca. 480 °C) oder Lösungsglühen mit anschließender Auslagerung an die Anforderungen verschiedener Anwendungsbereiche anpassen.
Rohstoffaufbereitung und piezoelektrische Elektroden: Hauptrohstoff ist Titanschwamm, dem Legierungselemente wie Aluminium (Al) und Vanadium (V) zugesetzt werden. Sie werden gemäß dem Standardverhältnis Gr.5 (Ti-6Al-4V) gemischt und anschließend zu dichten Elektrodenblöcken verpresst. Vakuumgießen: Dies ist ein entscheidender Schritt bei der Herstellung hochwertiger Titanlegierungen. Um eine Verunreinigung der Legierung durch schädliche Gase wie Sauerstoff und Stickstoff in der Luft bei hohen Temperaturen zu verhindern, wird sie üblicherweise drei Vakuum-Selbstauflösungsschmelzvorgängen bei einer Temperatur von 1700–1800 °C und unter Hochvakuumbedingungen unterzogen. Dieses Verfahren entfernt effektiv Verunreinigungen und liefert Legierungsblöcke mit homogener Zusammensetzung.
Scheren und Warmwalzen: Der Block wird bei einer Temperatur von ca. 1000 °C geschmiedet, um seine Gussstruktur aufzubrechen und zunächst zu einem quadratischen Rohling geformt. Der quadratische Rohling wird anschließend in einer Walzmaschine bei einer Temperatur von ca. 950–980 °C weitergewalzt, um den Durchmesser zu kleineren Rundstäben oder Walzdraht zu reduzieren und ihn für das anschließende Ziehen vorzubereiten.
Glühen (Weichglühen): Das Drahtmaterial wird auf 680–800 °C erhitzt und für eine bestimmte Zeit gehalten, um Kaltverfestigung zu beseitigen und die Plastizität wiederherzustellen, damit der nächste Umformschritt erfolgen kann. Oberflächenbehandlung/Schmierung: Um zu verhindern, dass das Drahtmaterial beim Ziehen oder Walzen an der Ziehdüse kleben bleibt oder verkratzt wird, ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich. Üblicherweise wird es mit Ziehpulver auf Calcium- oder Natriumbasis oder mit Schmiermitteln wie Graphitemulsion oder Talkumpuder beschichtet. Mehrfaches Umformen: Das Drahtmaterial wird mehrmals (üblicherweise 4–7 Mal) durch Ziehdüsen oder Kaltwalzmaschinen geführt, um den Durchmesser schrittweise auf das Zielmaß zu reduzieren. Beispielsweise kann das Ziehen eines 6,5 mm dicken Drahtes auf 0,5 mm Durchmesser mehr als zehn Ziehdurchgänge oder sogar noch mehr Zwischenglühvorgänge erfordern.
Zwischenprüfung: Nach jedem kritischen Ziehdurchgang ist die Oberfläche des Drahtmaterials auf Risse, Kratzer oder andere Mängel zu prüfen und fehlerhafte Produkte umgehend auszusortieren.
