Was ist Titan-Feinguss?

Titan-Feinguss ist ideal für Branchen, die hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und leichte Materialien erfordern. Es ist das Verfahren der Wahl für die Herstellung komplexer Präzisionsteile.

Dank seines hohen Schmelzpunkts, seines hervorragenden Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses und seiner hervorragenden Biokompatibilität wird Titan häufig in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizin und in fortschrittlichen industriellen Anwendungen eingesetzt.

Was ist Titan-Feinguss?

Der Titan-Feinguss ist ein Präzisionsverfahren, das auf komplexe Titanteile zugeschnitten ist. Es verwendet eine "Wachsmodellreplikation + Keramikschalenformung + Vakuumgießen", um Titankomponenten mit hoher Festigkeit, geringem Gewicht und hervorragender Maßgenauigkeit herzustellen.

Da Titan bei hohen Temperaturen leicht mit Luft und Keramik reagiert, erfordert dieser Prozess spezielle keramische Materialien wie Zirkonoxid und muss unter Vakuum- oder Inertgasbedingungen durchgeführt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Endprodukte ihre Reinheit und mechanische Integrität behalten.

Einfach ausgedrückt ist es so, als würde man eine maßgeschneiderte Keramikform für ein Titanteil erstellen und dann geschmolzenes Titan einfüllen, um es zu formen und zu verfestigen. Diese Methode erfasst jedes Detail und ist damit ideal für komplizierte Teile, die schwer zu bearbeiten sind.

Vorteile von Titangussteilen

Komplexe Geometrien möglich gemacht

Der Feinguss ermöglicht hochkomplizierte Formen, wie z. B. dünnwandige Schaufeln, Wabenstrukturen und topologieoptimierte Teile.

Hervorragende Oberflächengüte

Die Keramikschale bietet eine Oberflächenrauheit von nur 16 μin (0,4 μm) im gegossenen Zustand, wodurch der Bedarf an Polieren und Nachbearbeitung reduziert wird.

Deutliche Reduzierung der Bearbeitung

Endkonturnahe Gussteile minimieren die Materialzugabe auf den Millimeterbereich und reduzieren so die Bearbeitungszeit und -kosten um 60 bis 80 %.

Überwindet Materialsprödigkeit

Das feinkörnige Gussgefüge verbessert die Duktilität und Zähigkeit. Durch die Nachbehandlung nach der Wärmebehandlung können Gussteile die Leistung von Schmiedeteilen erreichen oder sogar übertreffen.

Niedrigere Gesamtkosten für Teile

Während die Stückkosten des Gießens höher sind, machen Einsparungen durch hohe Materialausnutzung, minimale Nachbearbeitung und keine Schweißmontage es insgesamt kostengünstiger.

Schnellere Vorlaufzeiten

Von der Konstruktion bis zum fertigen Teil dauert die Produktion in der Regel nur 2 bis 4 Wochen – viel schneller als beim Schmieden oder Schweißen – was eine schnelle Abwicklung bei dringenden Projekten ermöglicht.

Wie wird Titan-Feinguss durchgeführt?

Herstellung von Formen

Geschmolzenes Wachs wird in eine Stahlform gespritzt, um ein präzises Wachsmuster zu bilden, das dem endgültigen Titanteil entspricht.

Diese Wachsmodelle können massiv sein oder Wachskerne für Hohlgussteile enthalten.

Montage von Wachs

Mehrere Wachsmodelle sind an einem zentralen Anguss befestigt, wodurch ein baumartiger Cluster entsteht, der das Gießen mehrerer Teile auf einmal ermöglicht.

Keramischer Schalenbau

Der Wachsbaum wird immer wieder in keramische Gülle getaucht und mit Sand überzogen, um eine starke keramische Schale aufzubauen.

Moderne Methoden verwenden oft eine dreilagige Schale für zusätzliche Festigkeit.

Entparaffinierung

Sobald die Schale fertig ist, wird das Wachs geschmolzen und mit Hochdruckdampf oder Blitzheizung abgetropft, so dass ein sauberer Hohlraum zurückbleibt.

Granatenabschuss

Die Keramikschale wird bei 1600–1800 °F (ca. 870–980 °C) gebrannt, um Rückstände abzubrennen und die Form zu stärken und sie für das Gießen vorzubereiten.

Gießen von Metall

Die geschmolzene Titanlegierung wird unter Vakuum- oder Zentrifugalbedingungen in die vorgewärmte Schale gegossen, um eine vollständige Füllung des Hohlraums zu gewährleisten.

Entfernen und Reinigen der Schale

Nachdem das Metall erstarrt ist, wird die Keramikhülle mit Hochdruckwasser, Vibrationen oder chemischen Methoden entfernt, um den Titanguss freizulegen.

Veredelung

Zu den letzten Schritten gehören das Entfernen von Angüssen, das Schleifen, die Bearbeitung, die Oberflächenbehandlung und die Maßanpassung nach Bedarf.

Welche Branchen profitieren vom Titan-Feinguss?

Mit seiner hohen Festigkeit, seinem geringen Gewicht, seiner Korrosionsbeständigkeit und seiner Eignung für komplexe Formen wird Titan-Feinguss in fortschrittlichen Industrien häufig eingesetzt.

Es ist besonders ideal für Sektoren, die außergewöhnliche Materialleistung, enge strukturelle Toleranzen und hohe Designflexibilität erfordern.

Luft- und Raumfahrt

Titanlegierungen sind in der Luft- und Raumfahrt unverzichtbar. Seine Hochtemperaturfestigkeit und sein geringes Gewicht machen es ideal für Umgebungen mit hohen Geschwindigkeiten, hoher Last und hoher Hitze.

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• Turbinenschaufeln und Verdichterlaufräder.
• Motorhalterungen, Gondeln und Gehäuse.
• Fahrwerkskomponenten und Teile für das Hydrauliksystem.
• Strukturrahmen und aerodynamische Bedienelemente.
• Strukturteile für Drohnen, Raketen und Satelliten.

Medizinische Industrie

Titan bietet eine hervorragende Biokompatibilität und mechanische Leistung. Der Feinguss ermöglicht eine endkonturnahe Formgebung, wodurch Implantate und Instrumente präziser und effizienter werden.

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• Orthopädische Implantate (Hüftgelenke, Knie, Wirbelsäulenfixateure).
• Zahnimplantate und Prothesenbasen.
• Chirurgische Werkzeuge, Knochensägen und Stents.
• Gehäuse, Komponenten und niedrigmagnetische Teile für medizinische Geräte.
• Prothesen und maßgeschneiderte Rehabilitationsgeräte.

Schiffs- und Chemieausrüstung

Titan bietet eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Salzsprühnebel und chemische Korrosion und ist damit ein ideales Material für raue Meeres- und Industrieumgebungen.

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• Seewasser-Wärmetauscher, Gelenkwellen und Überwachungsgeräte.
• Komponenten für Ölexploration und seismische Kartierung.
• Pumpen, Ventile, Armaturen, Wärmetauscher und Reaktorbehälter.
• Ausrüstung für den Umgang mit korrosiven Medien wie Chloriden, Schwefelsäure und Phosphorsäure.

Automobilindustrie

Mit dem Streben nach hoher Leistung und Leichtbau werden Titangussteile häufig im Rennsport, in Elektrofahrzeugen und in Premium-Motorsystemen eingesetzt.

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• Laufräder von Turboladern.
• Komponenten für Fahrwerk und Antriebsstrang.
• Ventilmechanismen und Auspuffteile.

Konsumgüter und High-End-Anwendungen

Das einzigartige Aussehen und die Festigkeit von Titan machen es zu einer beliebten Wahl in Premium-Verbrauchermärkten und Luxusanwendungen.

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• Laptop- und Smartphone-Rahmen, Uhren, Brillengestelle, Titanschmuck, Kochgeschirr aus gegossenem Titan.
• Golfschläger, Tennisschläger und Fahrradkomponenten.
• Musikinstrumente, Luxusgüter und architektonische Dekorationsteile.

Werkzeug- und Maschinenbau

Titangusswerkzeuge vereinen eine hohe Festigkeit mit hervorragender Verschleißfestigkeit und sind damit ideal für schwere und langlebige Anwendungen.

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• Bauwerkzeuge (Brechstangen, Hammerköpfe, Schlagbohrmaschinenteile).
• Präzisions-Elektrowerkzeuge und hochfeste Handwerkzeuge.

Militär und Verteidigung

Titan hält extremen Stößen und Korrosion stand. Seine Zuverlässigkeit und strukturelle Integration verbessern die Leistungsfähigkeit und Gewichtsreduzierung von Kampfsystemen.

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• Panzerplatten und U-Boot-Strukturen
• Haubitzenkomponenten, Raketenteile und Schusswaffenelemente
• Kampfpanzer und luftgestützte Waffensysteme

Gängige Titanlegierungen, die im Feinguss verwendet werden, und ihre wichtigsten Eigenschaften

Titan Grad 2 (Ti-CP)

Bietet hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Formbarkeit. Seine hervorragende Biokompatibilität und geringe Reaktivität machen es auch zu einem bevorzugten Material für medizinische Geräte.

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Klasse 5 Ti (Ti-6Al-4V)

Ti-6Al-4V ist für seine hohe Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt und wird häufig in kritischen Triebwerken und Strukturkomponenten für die Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Es ist auch die erste Wahl für medizinische Implantate mit strengen Anforderungen an die Biokompatibilität.

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Klasse 19 Ti (Beta-C)

Als Beta-Titan-Legierung bietet es eine hervorragende Umformbarkeit und Hochtemperaturstabilität. Im Feinguss ermöglicht es die einfache Herstellung von komplexen, hitzebeständigen Strukturteilen.

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Klasse 23 Ti (Ti-6Al-4V ELI)

Bei gleichzeitiger Beibehaltung der Festigkeit bietet es eine verbesserte Biokompatibilität und Ermüdungsbeständigkeit. Es wird häufig in medizinischen Präzisionsanwendungen wie orthopädischen Implantaten und Zahnrestaurationen eingesetzt.

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Produktionskapazität und Ausrüstung für den Titan-Feinguss

Der Titan-Feinguss stützt sich auf einen vollständigen Satz hochpräziser Geräte, um die Prozessstabilität und Produktqualität zu gewährleisten. Zu den wichtigsten Ausrüstungsgegenständen gehören Wachsinjektionsmaschinen, Trockenkammern, Entparaffinierungsautoklaven, Vakuumschmelzöfen, Hochtemperatur-Sinteröfen und Ultraschallprüfinstrumente.

Typische Titangussteile reichen von 5 Gramm bis 30 Kilogramm. Die Abmessungen können auf der Grundlage von Kundenzeichnungen und Projektanforderungen angepasst werden, so dass das Verfahren für alles geeignet ist, von medizinischen Miniaturteilen bis hin zu mittelgroßen Strukturkomponenten. Schnelles Angebot

Wachs-Injektionsmaschine

Autoklav zum Entparaffinieren

Vakuum-Schmelzofen

Sinterofen

Oberflächenbehandlungsverfahren für Titangussteile

Nach dem Gießen werden Titanbauteile häufig einer auf ihre Anwendung abgestimmten Oberflächenbehandlung unterzogen.

Diese Behandlungen verbessern die Korrosionsbeständigkeit, die Verschleißfestigkeit oder erfüllen spezifische funktionale und ästhetische Anforderungen.

Oberflächenbehandlungen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit

• Durch thermische oder elektrochemische Oxidation wird die natürliche Oxidschicht auf Titan verstärkt.
• Edelmetallbeschichtungen wie Platin oder Gold werden für einen hervorragenden Korrosionsschutz eingesetzt.
• Trockenbeschichtungen wie CVD oder PCVD bringen dünne Schichten aus TiC, TiN oder TiAl auf die Oberfläche auf.
• Ionen- oder Elektronenstrahlbeschichtungen verwenden fortschrittliche Verbundwerkstoffverfahren wie Pb+Pt-Systeme.

Oberflächenbehandlungen zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit

• Bei Nassbeschichtungen wird chemisch beschichtet oder gesprüht, um die Haltbarkeit der Oberfläche zu verbessern.
• Durch thermische Diffusion werden Elemente bei hohen Temperaturen eingebracht, um die Oberflächenschicht zu härten.
• Bei der schweißbasierten Legierungsverstärkung werden verschleißfeste Legierungen durch Laserauftragschweißen oder Plasmaauftragschweißen mit der Oberfläche verschmolzen.
• Beim PVD-Sputtern werden hartkeramische Schichten wie TiN oder TiC abgeschieden.
• CVD, PCVD und PKD (Diamantbeschichtungen) sind ideal für High-End-Anwendungen, die eine extreme Verschleißfestigkeit erfordern.
• Bei der Ionenimplantation wird die Oberflächenstruktur verändert, indem hochenergetische Ionen injiziert werden.

Funktionelle und ästhetische Behandlungen

• Das Hochglanzpolieren verbessert die Oberflächenglätte und die Optik erheblich.
• Passivieren oder Eloxieren stabilisiert die Oberfläche und ermöglicht verschiedene Farboptionen bei gleichzeitiger Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit.

Herausforderungen des Titan-Feingusses

• Geschmolzenes Titan reagiert bei hohen Temperaturen stark mit Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und keramischen Formmaterialien, was häufig zu Einschlüssen, Porosität oder Rissbildung führt.
• Mit einem Schmelzpunkt von etwa 3000 °F (1649 °C) erfordert Titan hochspezialisierte Geräte und eine präzise Temperaturkontrolle während des Schmelzens und Gießens.
• Titanlegierungen haben eine hohe Erstarrungsschrumpfungsrate von bis zu 2,2 % und erfordern eine genaue Maßkompensation und kontrollierte Abkühlraten.
• Komplexe Details und ungleichmäßige Wandstärken sind schwer zu gießen und erfordern extrem präzise Formen und fortschrittliche Belüftungssysteme.
• Feine Titanpulver sind brennbar, daher müssen bei der Verarbeitung und Reinigung strenge Sicherheitsprotokolle eingehalten werden.

Dienstleistungen im Titanguss

Chalco Titanium bietet Hochleistungs-Titan-Feingussdienstleistungen und liefert maßgeschneiderte Lösungen für weltweit führende Unternehmen in der Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Energie und Schwerindustrie.

Wir bieten End-to-End-Fertigung – von der Konstruktion bis zur Massenproduktion – mit einem starken Fokus auf das Präzisionsgießen komplexer Geometrien, dünnwandiger Teile und hochfester Anwendungen.

Unsere Fähigkeiten unterstützen kundenspezifische Teile von 5 Gramm bis 30 Kilogramm. Wir helfen auch bei der Auswahl von Legierungen, der Anleitung zur Wärmebehandlung und der Produktoptimierung, um die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit des Projekts zu verbessern.

Um zu erfahren, wie wir Ihr Titangussprojekt unterstützen können, kontaktieren Sie uns für eine technische Beratung und ein persönliches Angebot. Schnelles Angebot

Entdecken Sie unsere Möglichkeiten im Titanguss

Wir präsentieren eine breite Palette von Titan-Feingussteilen – von komplexen Strukturteilen bis hin zu hochpräzisen medizinischen Komponenten.

Unsere kundenspezifischen Lösungen unterstützen Gewichte von 5 g bis 30 kg und bieten eine hohe Festigkeit, eine hervorragende Oberflächengüte und Dimensionsstabilität – perfekt für anspruchsvolle Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Medizin und Energie.

Ventil aus Titanguss

Rohrverschraubung aus Titan

Räumpfeilspitze für Titanteil

Laufrad aus Titanguss

Befestigungselement aus Titan

Titan-Schnellspanner für Fahrrad

Titan Fahrrad-Vorbaurohr

Titan-Räumwerkzeug mit breitem Kopf

Ventilkörper aus Titan

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Kann Titan im Feinguss gegossen werden?

Ja. Titan und Titanlegierungen können im Feinguss gegossen werden, um komplexe Teile mit hoher Maßgenauigkeit herzustellen – insbesondere für Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Energieanwendungen.

Aufgrund der hohen Reaktivität von Titan bei erhöhten Temperaturen muss der Prozess jedoch im Vakuum oder in inerter Atmosphäre durchgeführt werden.

Was ist Titan-Feinguss?

Der Titan-Feinguss ist ein endkonturnahes Präzisionsverfahren. Es entsteht ein Wachsmodell, das mit Keramik beschichtet, entwachst und gesintert wird. Die geschmolzene Titanlegierung wird dann unter Vakuum in die Form gegossen, gefolgt von der Schalenentfernung und der endgültigen Endbearbeitung.

Dieses Verfahren ist ideal für die Herstellung von hochpräzisen, dünnwandigen und komplexen Titanbauteilen.

Welche Formmaterialien werden für den Titanguss verwendet?

Keramik auf Zirkonoxidbasis wird am häufigsten verwendet. Sie bieten eine hohe Temperaturstabilität und eine ausgezeichnete chemische Inertheit, verhindern eine Reaktion mit geschmolzenem Titan und gewährleisten die Gussqualität.

Warum ist Titan schwer zu gießen?

Titan reagiert bei hohen Temperaturen leicht mit Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff. Es hat auch einen hohen Schmelzpunkt, eine schlechte Fließfähigkeit und eine erhebliche Schrumpfung während des Abkühlens – all dies erschwert den Gießprozess und erhöht das Fehlerrisiko.

Daher sind Vakuumbedingungen, spezielle Schalenmaterialien und eine präzise Prozesssteuerung unerlässlich.

Wer sind die führenden Titan-Feingussunternehmen?

Chalco Titanium bietet umfassende Feingussmöglichkeiten für Luft- und Raumfahrt-, Medizin-, Verteidigungs- und Industrieanwendungen. Wir liefern hochwertige Titangussteile schnell und zuverlässig und sind damit ein zuverlässiger Lieferpartner.