Technischer Leitfaden für Titanwerkstoffe
Umfassende technische Referenz für Einkaufsingenieure – von Grade 1 CP-Titan bis zu medizinischen Grade 5 ELI-Legierungen. Jede Güte mit zertifizierten Eigenschaften und Anwendungshinweisen dokumentiert.
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Materialqualität Matrix
Sieben branchenübliche Titanqualitäten, geordnet nach metallurgischer Klassifizierung – von ultra-umformbaren CP-Qualitäten bis hin zu hochfesten Alpha-Beta-Legierungen.
— Alpha-Beta-Legierungen
Wärmebehandelbare, hochfeste Legierungen mit einem hervorragenden Gleichgewicht aus Festigkeit, Bruchzähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit für strukturelle Anwendungen.
Grade 5
Ti-6Al-4VWichtige technische Merkmale
- Höchstes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis
- Hervorragende Ermüdungsbeständigkeit
- Gute Schweißbarkeit und Umformbarkeit
- Wärmebehandelbar bis 1.200 MPa
Zielanwendungen
Grade 23 ELI
Ti-6Al-4V ELIWichtige technische Merkmale
- Extra niedriger Zwischengittergehalt (ELI)
- Überragende Bruchzähigkeit
- Verbesserte Biokompatibilität
- Verbesserte Tieftemperatureigenschaften
Zielanwendungen
— Reintitan
Nicht wärmebehandelbare Qualitäten, die für ihre außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit und Biokompatibilität in einer Vielzahl von Branchen geschätzt werden.
Grade 1
CP-Ti (99,9 %)Wichtige technische Merkmale
- Höchste Umformbarkeit & Duktilität
- Überlegene Korrosionsbeständigkeit
- Hervorragende Schweißbarkeit
- Niedrigste Festigkeit der CP-Qualitäten
Zielanwendungen
Grade 2
CP-Ti (99,8 %)Wichtige technische Merkmale
- Bestes Verhältnis von Festigkeit und Umformbarkeit
- Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in Meerwasser
- Leicht schweiß- und verarbeitbar
- Am weitesten verbreitete CP-Qualität
Zielanwendungen
Grade 4
CP-Ti (99,6 %)Wichtige technische Merkmale
- CP-Qualität mit der höchsten Festigkeit
- Gute Kaltumformbarkeit
- Hervorragende Korrosionsbeständigkeit
- Kostengünstige Alternative zu Legierungen
Zielanwendungen
Grade 9
Ti-3Al-2,5VWichtige technische Merkmale
- Mittelfeste Alpha-Beta-Legierung
- Hervorragende Ermüdungseigenschaften
- Überlegene Kaltumformbarkeit
- Schweißbar ohne Nachbehandlung
Zielanwendungen
Grade 12
Ti-0,3Mo-0,8NiWichtige technische Merkmale
- Verbesserte Korrosionsbeständigkeit
- Gute Festigkeit bei erhöhten Temperaturen
- Beständig gegen reduzierende Säureumgebungen
- Leicht schweißbar & umformbar
Zielanwendungen
Vergleichstabelle
Mechanische Eigenschaften unserer Kern-Titanklassen. Alle Werte entsprechen den Mindestspezifikationen gemäß ASTM B265 / AMS 4928.
| Titanklasse | Spezifikation | Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Dehnung (%) | Härte (HV) | Hauptvorteil |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Grade 1 CP-Ti | ASTM B265 | ≥ 240 | ≥ 170 | ≥ 24 | ~ 120 | Maximale Umformbarkeit & Korrosionsbeständigkeit |
| Grade 2 CP-Ti | ASTM B265 | ≥ 345 | ≥ 275 | ≥ 20 | ~ 145 | Beste universelle CP-Balance |
| Grade 4 CP-Ti | ASTM B265 | ≥ 550 | ≥ 483 | ≥ 15 | ~ 265 | Höchste Festigkeit der CP-Klasse |
| Grade 9 Ti-3Al-2.5V | AMS 4943 | ≥ 620 | ≥ 483 | ≥ 20 | ~ 285 | Hervorragende Kaltumformbarkeit + Festigkeit |
| Grade 12 Ti-0.3Mo-0.8Ni | ASTM B265 | ≥ 485 | ≥ 345 | ≥ 18 | ~ 230 | Überlegene Beständigkeit gegen reduzierende Säuren |
| Grade 5 Ti-6Al-4V | ASTM B265 | ≥ 895 | ≥ 828 | ≥ 10 | ~ 330 | Branchenstandard für hochfeste Anwendungen |
| Grade 23 ELI Ti-6Al-4V ELI | ASTM B265 | ≥ 860 | ≥ 795 | ≥ 10 | ~ 315 | Verbesserte Bruchzähigkeit für Implantate |
* Alle Werte sind Mindestspezifikationen bei Raumtemperatur gemäß den geltenden ASTM/AMS-Normen. Härtewerte sind ungefähre Vickers (HV). Für anwendungsspezifische Daten konsultieren Sie bitte unser Ingenieurteam.
Technik Know-how
Jahrzehntelange praktische metallurgische Erfahrung bei der Lösung der einzigartigen Zerspanungsherausforderungen von Titan durch entwickelte Prozesslösungen.
Herausforderung: Niedrige Wärmeleitfähigkeit
Problem — Die schlechte Wärmeableitung von Titan (≈ 7 W/m·K) führt zu raschen Werkzeugschneidentemperaturen über 1.000 °C, was den Freiflächenverschleiß beschleunigt und die Oberflächenintegrität beeinträchtigt.
Unsere Lösung
Hochdruck-Kühlmittelzufuhr mit 70+ bar direkt in die Schneidzone leitet Wärme sofort ab, verhindert die Bildung von Aufbauschneiden und verlängert die Werkzeugstandzeit um bis zu 300 %.
Technische Umsetzung
- Spindeldurchlaufkühlung (TSC) mit mindestens 70 bar Druck
- Kryogene CO₂- oder Flüssigstickstoffkühlung für Schruppoperationen
- Scharfe positive Spanwinkelgeometrien mit TiAlN+-Beschichtung
- Reduzierte Schnittgeschwindigkeiten (30–60 m/min) mit erhöhten Vorschüben
Herausforderung: Rattern & Verformung
Problem — Der niedrige Elastizitätsmodul von Titan (≈ 110 GPa) verursacht Werkstückdurchbiegung und regeneratives Rattern während der Bearbeitung, insbesondere bei dünnwandigen und tiefen Kavitätsgeometrien.
Unsere Lösung
5-Achs-Simultanbearbeitung mit starrer Aufspannung und dynamischer Schwingungsdämpfung eliminiert Rattermarken und hält mikrometergenaue Toleranzen an komplexen Titanstrukturen.
Technische Umsetzung
- Hydrostatische Werkstückspannung mit kundenspezifischen Weichbacken-Spannsystemen
- Dynamische Steifigkeitsanalyse (FEA-optimiert) für dünnwandige Komponenten
- Adaptive trochoidale Werkzeugwege mit konstanten Spanungsdicken-Algorithmen
- Echtzeit-Überwachung der Spindelleistung mit automatischer Vorschubübersteuerung
Unsere Verfahrensingenieure haben über 50.000 Stunden titanspezifische Zerspanung über alle 7 Güten hinweg protokolliert.
100 % Material Rückverfolgbarkeit
Jedes Gramm Titan, das wir bearbeiten, wird durch zertifizierte Dokumentation und eine nachvollziehbare Lieferkette vom Walzwerk bis zum fertigen Bauteil abgesichert.
EN 10204 3.1 MTRs
Standard-Werkstoffprüfzeugnisse
Jede Lieferung enthält zertifizierte Werkszeugnisse (MTRs) gemäß EN 10204 Typ 3.1, die die chemische Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften und Wärmebehandlungsparameter dokumentieren. Vollständige Dokumentation der Lieferkette vom Walzwerk bis zum fertigen Bauteil.
Hauseigene OES-Spektrometrie
Positive Materialidentifikation (PMI)
Vor-Ort-Überprüfung mittels optischer Emissionsspektrometrie (OES) zur schnellen positiven Materialidentifikation. Unser SPECTROMAXx-Analysator bestätigt die Elementzusammensetzung innerhalb von 30 Sekunden und stellt sicher, dass jede eingehende Charge der spezifizierten Legierungschemie entspricht.
Validierung durch Dritte
SGS / TUV Bereitschaft
Volle Bereitschaft für unabhängige Prüfungen und Zertifizierungen durch Dritte wie SGS, TÜV, Bureau Veritas oder vom Kunden benannte Stellen. Wir gewährleisten eine strikte Trennung zertifizierter Materialien und können Chargen für externe Validierungen auf Anfrage sperren.
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