Титан Grade 2 или Grade 5 для EDC-деталей
Grade 2 анодируется в более глубокий цвет, Grade 5 держит резьбу. Какой титан указывать для накладок на ножи, корпусов ручек и деталей фонарей и сколько стоит обработка каждого.
Почти каждый EDC-проект, который приходит к нам, начинается с одного и того же вопроса без ответа на чертеже: там написано титан, и больше ничего. Это единственное слово охватывает два сплава, которые по-разному обрабатываются, по-разному стоят и по-разному отделываются, и выбор неверного это самая частая причина того, что первый прототип возвращается с правильным видом и неправильными свойствами.
Коротко
Grade 2 это технически чистый титан. Мягче, пластичнее, анодируется в глубокие, насыщенные цвета, те фиолетовые и синие, которые люди связывают с премиальной титановой фурнитурой. Grade 5, Ti-6Al-4V, легирован алюминием и ванадием. Примерно вдвое прочнее, держит резьбу и бобышки под винты, не срываясь, и анодируется в более плоскую, чуть более меловую версию тех же цветов.
Если деталь несёт нагрузку, указывайте Grade 5. Если задача детали выглядеть исключительно, а усилие воспринимает то, к чему она привинчена, лучше смотрится Grade 2.
Где это действительно важно
| Деталь | Указать | Почему |
|---|---|---|
| Лайнер frame-lock | Grade 5 | Lockbar изгибается тысячи раз; Grade 2 получает остаточную деформацию |
| Накладка ножа на лицевой стороне | Grade 2 | Нагрузки нет, а цвет анодирования это вся суть |
| Корпус ручки с резьбовым колпачком | Grade 5 | Резьба в Grade 2 заметно изнашивается за год ежедневного использования |
| Корпус ручки, секции с прессовой посадкой | Grade 2 | Более глубокий цвет, нет резьбы, которую нужно защищать |
| Резьбы головы и задней крышки фонаря | Grade 5 | Многократное свинчивание; риск задира в чистом титане |
| Бусины, worry stone, открывашки | Grade 2 | Определяет цвет, нагрузки нет, и обрабатывается быстрее |
| Карманные клипсы | Grade 5 | Пружинит обратно, а не гнётся навсегда |
Сколько стоит обработка каждого
Grade 2 обрабатывается быстрее и мягче для инструмента, но сам материал лишь немного дешевле Grade 5, поэтому на малой партии разница в стоимости меньше, чем ожидают покупатели: обычно от пяти до двенадцати процентов при тех количествах, в которых работает EDC. Ниже примерно пятидесяти штук наладка и отделка определяют расчёт, и выбор сплава почти не меняет итог.
Оба сплава медленны по сравнению с алюминием. Низкая теплопроводность титана уводит тепло в инструмент, а не в стружку, поэтому скорости резания остаются низкими, а инструмент быстро изнашивается. Цех, считающий титан со временем цикла как у алюминия, либо не обрабатывал его много, либо не прочитал чертёж.
Подвох анодирования
Анодирование титана это интерференционный эффект: оксидный слой, выращенный до точной толщины при точном напряжении, и он создаёт цвет. Более чистая поверхность Grade 2 выращивает более ровный слой, поэтому его цвета выглядят глубже.
Более важная переменная не сплав, а оснастка. Цех, который подвешивает детали свободно, получает падение напряжения по партии и заметный дрейф от бронзового к коричневому внутри того, что должно быть одним цветом. Запросите образец цвета из пяти штук, прежде чем запускать серию, какую бы марку Вы ни выбрали. Эта единственная просьба предотвращает больше споров по повторным заказам, чем любое указание допуска.
Практическое правило
Указывайте на чертеже марку, а не слово “титан”. Если Вы действительно не знаете, какая нужна детали, скажите, что она делает (“этот лайнер это поверхность замка”), и любой компетентный цех подскажет. Отправьте чертёж, и мы отметим это до расчёта.
Состав и свойства
| Grade 2 (CP Ti) | Grade 5 (Ti-6Al-4V) | |
|---|---|---|
| Состав | Технически чистый титан | 6% алюминия, 4% ванадия |
| Предел текучести | ~275 MPa | ~830 MPa |
| Предел прочности | ~345 MPa | ~900 MPa |
| Твёрдость | ~80 HRB | ~36 HRC |
| Плотность | 4.51 g/cm3 | 4.43 g/cm3 |
| Обрабатываемость | Лучше | Тяжелее, больше износ инструмента |
| Насыщенность анодирования | Глубже | Площе |
| Относительная стоимость | Немного ниже | Немного выше |
Главное это разница в прочности: Grade 5 примерно втрое прочнее по пределу текучести. Поэтому он встречается везде, где резьба, пружина или поверхность замка несут нагрузку.
Обратите внимание, что плотность практически одинакова. Выбор Grade 5 не делает деталь легче: он позволяет сделать ту же деталь тоньше при той же прочности, что другое дело, и стоит правильно формулировать это в описаниях продукта.
Различия обработки на практике
Оба медленны по сравнению с алюминием, и по одной причине: низкая теплопроводность титана оставляет тепло в зоне резания, а не уносит его со стружкой. Это ограничивает скорость резания и убивает инструмент.
Grade 5 хуже Grade 2 по обоим пунктам. Ожидайте более долгих циклов и меньшего ресурса инструмента, что на малой партии реальные расходы, так как стоимость оснастки делится на мало деталей.
Практические требования в любом случае: жёсткая оснастка, острый инструмент, обильная СОЖ и никаких задержек. Инструмент, который трёт, а не режет, наклёпывает поверхность, и следующий проход режет более твёрдый материал.
Цеха, обрабатывающие титан каждую неделю, это отработали. Те, кто нет, дадут худшую отделку, посчитают более долгий цикл или и то и другое. Это разумный вопрос, который можно задать напрямую.
Задир (galling)
Титан по титану легко задирается: поверхности схватываются холодной сваркой под нагрузкой и рвутся. Это важно для любого резьбового соединения, которым пользуются регулярно: колпачок ручки, задняя крышка фонаря, ось ножа с титановой втулкой.
Grade 5 сопротивляется этому лучше Grade 2, это ещё одна причина делать резьбы из Grade 5. Полное решение означает анодирование обеих половин, введение разнородного материала или принятие заметного износа резьбы. См. резьбы фонарей и обработка титановых ручек.
Наличие во Вьетнаме
Плита и пруток Grade 5 обычных размеров регулярно есть на складе. Grade 2 доступен, но в более узком диапазоне толщин, а необычные сечения любой марки могут иметь срок поставки материала две-три недели.
Если Ваша конструкция зависит от конкретной толщины плиты, укажите это в RFQ. Срок поставки материала часто самая длинная отдельная позиция графика EDC, и он невидим, пока кто-то не проверит.
Другие марки, которые Вы можете встретить
Grade 1 мягче и пластичнее Grade 2 и анодируется похоже. Редко бывает на складе для такой работы.
Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) находится между 2 и 5: прочнее Grade 2, легче в обработке, чем Grade 5. Обычен в трубах, иногда полезен для корпуса ручки.
Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) это медицинская версия Grade 5 с крайне низким содержанием примесей внедрения. Дороже, и для EDC никакой пользы. Не указывайте его случайно.
FAQ
Какую марку для накладки на нож? Любую. Grade 5, если она несёт замок или принимает винты под нагрузкой; Grade 2, если это лицевая накладка и цвет анодирования главное.
Можно ли анодировать Grade 5 в те же цвета, что и Grade 2? Те же оттенки, менее насыщенные. Рядом разница видна. См. цвета анодирования титана.
Grade 5 намного дороже? Материал умеренно дороже; обработка заметно медленнее. На малых партиях наладка доминирует в обоих, так что общая разница часто составляет пять-двенадцать процентов, а не ту большую пропасть, которую ожидают.
Нужна ли титану термообработка? Нет, не для EDC. Он приходит в нужном состоянии. См. термообработку EDC-деталей для марок, которым она нужна.
Титан гипоаллергенен? Титан широко используется в имплантатах и украшениях для тела и хорошо переносится. Grade 5 содержит алюминий и ванадий, поэтому для медицинских имплантатов существует Grade 23, но для предмета, который носят в кармане, это не имеет значения.
Что писать на чертеже? Марку, явно: “Ti-6Al-4V (Grade 5)” или “CP Ti Grade 2”. Никогда просто “титан”. Отправьте чертёж, и если марка не подходит для функции детали, мы скажем это до расчёта.