Was ist Titandraht der Güteklasse 9?
Dünner Titandraht der Güteklasse 9 wird aus der Legierung Ti-3Al-2,5V gezogen, einer nahezu Alpha-Titansorte, die zwischen handelsüblichem Reintitan und der hochfesten Legierung der Güteklasse 5 liegt. Der Aluminiumzusatz erhöht die Festigkeit, während der Vanadiumgehalt genügend Duktilität für das Kaltziehen auf feine Durchmesser beibehält und die geringen Legierungszusätze eine Dichte nahe der von reinem Titan bei etwa 4,5 g/cm3 halten.
Die maßgebliche Produktnorm für diesen Draht ist ASTM B863, die Drähte aus Titan und Titanlegierungen für den allgemeinen industriellen Einsatz abdeckt. Die chinesische Produktion ist normalerweise nach GB/T 3623 für Drähte aus Titan und Titanlegierungen zertifiziert, und Luft- und Raumfahrtprogramme stellen häufig weitere Anforderungen an Sauberkeit, Oberflächenbeschaffenheit und Rückverfolgbarkeit.
Zusammensetzung und mechanische Werte
| Element | Güteklasse 9 (Ti-3Al-2,5 V) |
|---|---|
| Aluminium | 2,5 bis 3,5 % |
| Vanadium | 2,0 bis 3,0 % |
| Eisen | 0,30 % max |
| Sauerstoff | 0,12 % max |
| Stickstoff / Kohlenstoff / Wasserstoff | 0,03 % / 0,05 % / 0,015 % max |
| Titan | Gleichgewicht |
| Zugfest, geglüht | mindestens etwa 620 MPa |
| Dehnung, geglüht | 10 % mindestens |
Geglühter Draht liefert die angegebene Mindestzugfestigkeit bei ausreichender Dehnung zum Aufwickeln, Biegen und Stauchen. Kaltgezogene Härtegrade erhöhen die Festigkeit auf Kosten der Duktilität weiter. Daher muss der Härtegrad bei der Bestellung angegeben werden, da sich dieselbe Nennsorte bei einem Umformvorgang sehr unterschiedlich verhalten kann.
Durchmesser, Toleranzen und Oberfläche
Es werden dünne Drähte von etwa 0,1 mm bis zu mehreren Millimetern hergestellt, wobei die Durchmessertoleranz mit abnehmender Stärke enger wird. Ovalität, Geradheit und Wölbung sind bei automatischen Zuführgeräten genauso wichtig wie der Durchmesser und sollten eher vereinbart als angenommen werden.
Der Oberflächenzustand wird blank, gebeizt oder geschliffen geliefert. Eine saubere, oxidfreie Oberfläche ist beim Schweißen von Zusatzdrähten, bei denen Restverunreinigungen im Schweißbad landen, sowie bei medizinischen oder zahnmedizinischen Bauteilen, die vor der Verwendung auf einen definierten Grad gereinigt werden müssen, unerlässlich. Spulen, Spulen und gerade Zuschnitte sind alles Standardlieferformen, wobei Spulentyp und Drahtgewicht passend zum Vorschubsystem des Kunden ausgewählt werden.
Typische Anwendungen
Die Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet Draht der Güteklasse 9 für hydraulische und pneumatische Rohrbaugruppen sowie für leichte Verbindungselemente und nutzt dabei die Kombination aus mäßiger Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Hydraulikflüssigkeit und Salzeinwirkung. Konsumgüter wie Fahrradrahmen und Sportgeräte verwenden dieselbe Legierung in Rohr- und Drahtform.
In medizinischen und zahnmedizinischen Geräten werden Feindrähte für Federn, Bogendrähte und Führungskomponenten verwendet, bei denen Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung sind. Der verbleibende Bedarf besteht aus Schweißzusätzen, Ausgangsstoffen für die additive Fertigung und Präzisionsbefestigungen. Bei jeder dieser Anwendungen liegt ein anderer Schwerpunkt auf Härte, Oberflächenbeschaffenheit und Durchmesserkonsistenz.
Inspektion und Handhabung
Bei der Eingangskontrolle werden in der Regel der Durchmesser an mehreren Punkten entlang der Länge, Oberflächenfehler unter Vergrößerung, die chemische Zusammensetzung der Hitze und die Zugeigenschaften des fertigen Drahtes erfasst. Besondere Aufmerksamkeit verdient der Wasserstoffgehalt, denn zu viel Wasserstoff führt zu einer Versprödung, die an der Oberfläche nicht sichtbar ist und sich lediglich als Sprödbruch bei der Umformung zeigt.
Die Zertifizierung folgt EN 10204 3.1 für allgemeine Industrieaufträge, wobei Schmelzenzahl, Chemie, mechanische Ergebnisse und Herstellungsstandard aufgezeichnet werden. Draht sollte trocken gelagert und mit sauberen Handschuhen gehandhabt werden, da sowohl Fingerkontakt als auch Feuchtigkeit Rückstände hinterlassen, die sich später nach der Wärmebehandlung als Oberflächenfehler bemerkbar machen.
Häufig gestellte Fragen
F: Was ist der Unterschied zwischen Titandraht der Güteklasse 9 und Güteklasse 5?
A: Güteklasse 5 (Ti-6Al-4V) ist fester, aber schwieriger zu formen, während Güteklasse 9 (Ti-3Al-2,5V) etwa zwei Drittel der Festigkeit bei deutlich besserer Kaltumformbarkeit bietet, was für dünne Drähte und Rohre geeignet ist.
F: Welche Durchmesser sind lieferbar?
A: Die Produktion reicht von etwa 0,1 mm in der feinsten Stärke bis zu mehreren Millimetern, wobei engere Durchmessertoleranzen für feine Größen für medizinische und Schweißanwendungen verfügbar sind.
F: Welche Norm gilt für Titandraht der Güteklasse 9?
A: ASTM B863 deckt Titanlegierungsdrähte der Güteklasse 9 ab, und GB/T 3623 ist die entsprechende chinesische Produktnorm für Titan- und Titanlegierungsdrähte. Das Zertifikat sollte den für die Freigabe verwendeten Standard benennen.
F: Warum wird der Wasserstoffgehalt so streng kontrolliert?
A: Wasserstoff über dem angegebenen Grenzwert versprödet Titan und kann beim Ziehen, Aufwickeln oder beim Betrieb zu Rissen führen, und der Schaden ist durch eine einfache Sichtprüfung nicht erkennbar.
F: Ist der Draht für die Verwendung als Schweißzusatz geeignet?
A: Ja, vorausgesetzt, die Oberfläche ist sauber und frei von Oxid- und Schmierstoffrückständen und die Sorte ist auf das Grundmetall der Verbindung abgestimmt.
