Pasador de pernos de titanio para motocicleta

Los pasadores de titanio, en cuanto a su forma, suelen ser cilindros delgados y desempeñan un papel fundamental en la industria, como la conexión, el posicionamiento y la fijación. El titanio o sus aleaciones les confieren excelentes propiedades. Desde una perspectiva microscópica, la estructura cristalina y la disposición atómica dentro del pasador de titanio determinan su rendimiento macroscópico. Por ejemplo, la estructura cristalina hexagonal compacta confiere al titanio puro buenas propiedades de procesamiento y cierta resistencia. Tras la aleación, la adición de diferentes elementos de aleación modifica la estructura cristalina y la fuerza de enlace entre los átomos, mejorando así significativamente el rendimiento general del pasador de titanio.

Grados de titanio

A nivel internacional, especialmente según las normas de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM), existe una amplia variedad de grados de titanio y aleaciones de titanio. Cada grado es adecuado para la fabricación de pasadores de titanio en diferentes situaciones gracias a su composición química y características de rendimiento únicas.

Gr1 (titanio puro)Como el grado más básico de titanio puro, presenta alta pureza y bajo contenido de impurezas. Su resistencia es relativamente baja, pero posee excelente plasticidad y conformabilidad, y se utiliza en aplicaciones donde los requisitos de resistencia no son altos, como en el caso de pequeñas clavijas de conexión de titanio en equipos electrónicos.

Gr2 (titanio puro)Es un grado de titanio puro ampliamente utilizado en la industria. Su límite elástico es de aproximadamente 240 MPa y su resistencia a la tracción se encuentra entre 345 y 485 MPa. Presenta un buen equilibrio entre resistencia, plasticidad y resistencia a la corrosión. Se utiliza a menudo para fabricar pasadores de titanio de conexión, pasadores de titanio de posicionamiento, etc., en equipos industriales generales, como pasadores de titanio en conexiones de tuberías químicas.

Grado 5 (Ti-6Al-4 V)Este es el grado de aleación de titanio más utilizado, representando más del 50% de todas las aleaciones de titanio. Contiene un 6% de aluminio y un 4% de vanadio, y pertenece a la aleación de titanio de tipo α+β. Presenta alta resistencia (la resistencia a la tracción puede superar los 900 MPa), buena tenacidad y resistencia a la fatiga, además de una excelente resistencia a la corrosión. Se utiliza ampliamente en pasadores de titanio de conexión clave en el sector aeroespacial, como pasadores de titanio para conectar piezas de motores de aeronaves, conectar alas a fuselajes y pasadores de titanio en piezas de automóviles de competición, con requisitos extremadamente altos de resistencia y resistencia a la corrosión.

Grado 9 (Ti-3Al-2.5 V)Aleación de titanio de tipo casi α. Contiene un 3 % de aluminio y un 2.5 % de vanadio, y su resistencia se encuentra entre la del titanio puro y la de grado 5. Presenta buenas propiedades de procesamiento en frío y puede procesarse en frío para fabricar tuberías. Se utiliza a menudo para fabricar pasadores de titanio en piezas de bicicletas, así como en algunos equipos deportivos que conectan pasadores de titanio con requisitos específicos de peso y resistencia.

Fabricación de pasadores de titanio

ForjaEl forjado consiste en calentar el lingote de aleación de titanio a un rango de temperatura adecuado y aplicar presión para deformarlo plásticamente, obteniendo así una pieza bruta de pasador de titanio con la forma y el tamaño deseados. Para las aleaciones de titanio de tipo α, la temperatura de forjado suele ser de 850 a 1000 °C; para las aleaciones de titanio de tipo α+β, como Gr5, la temperatura de forjado suele ser de 900 a 1050 °C. Durante el forjado, los granos del tocho se refinan y la estructura se vuelve más densa, mejorando así significativamente la resistencia y la tenacidad del pasador de titanio. Por ejemplo, los pasadores de titanio de gran tamaño utilizados en la industria aeroespacial suelen requerir múltiples forjados para controlar con precisión la deformación y la temperatura de forjado, garantizando así una estructura interna uniforme y cumpliendo con los requisitos de alto rendimiento.

Mecanizado CNC:El mecanizado CNC es el vínculo clave para crear aún más el pasador de titanio forjado en bruto en un pasador de titanio terminado, que incluye principalmente vuelta, molienda, perforación, moliendaEn torneado, debido a la baja maquinabilidad de las aleaciones de titanio, la herramienta se desgasta con facilidad, por lo que es necesario seleccionar herramientas adecuadas, como herramientas de carburo, y optimizar los parámetros de corte, como reducir la velocidad de corte (generalmente 30-80 m/min), aumentar el avance y la profundidad de corte. En fresado, para garantizar la precisión del mecanizado y la calidad superficial, se requiere tecnología de fresado de alta velocidad, y el número de dientes, la geometría y el fluido de corte de la fresa se seleccionan razonablemente. En taladrado, se debe prestar atención a la selección de brocas y lubricación de refrigeración para evitar roturas de brocas y defectos en la calidad de las paredes del orificio. El rectificado se utiliza cuando la rugosidad superficial y la precisión dimensional de los pasadores de titanio son extremadamente altas. Mediante la selección de muelas y parámetros de rectificado adecuados, se puede obtener una calidad superficial de espejo.

Rumbo fríoEl recalcado en frío consiste en aplicar una fuerza de impacto a un alambre o varilla de titanio a través de un molde a temperatura ambiente, de modo que experimente una deformación plástica en la cavidad del molde, formando y fabricando así pasadores de titanio en una sola pasada. Es adecuado para la fabricación de grandes cantidades de pasadores de titanio de pequeño tamaño. Ofrece las ventajas de una alta eficiencia, un alto aprovechamiento del material, una alta precisión dimensional y una buena calidad superficial.

Servicios de acabado

AnodizadoEl anodizado consiste en colocar un pasador de titanio como ánodo en un electrolito específico y formar una película de óxido en su superficie mediante la aplicación de una corriente externa. En un electrolito de ácido sulfúrico, el voltaje se controla entre 10 y 20 V y la temperatura entre 15 y 25 °C para formar una película de óxido con un espesor de 1 a 5 μm. Esta película de óxido no solo mejora la resistencia a la corrosión del pasador de titanio, sino que también le permite presentar diferentes colores, como amarillo dorado o azul, mediante el ajuste de los parámetros del proceso, lo que aumenta su estética y su efecto decorativo.

Recubrimiento químicoEl niquelado químico consiste en reducir y depositar iones metálicos en una solución de sal metálica sobre la superficie del pasador de titanio mediante un agente reductor sin aplicar corriente externa para formar un recubrimiento metálico. Por ejemplo, en el niquelado químico, en una solución que contiene sal de níquel, un agente reductor (como hipofosfito de sodio) y un agente quelante, los sitios catalíticos activos en la superficie del pasador de titanio desencadenan una reacción de reducción, lo que provoca que los iones de níquel se depositen en la superficie para formar un recubrimiento uniforme de níquel. La capa de niquelado químico presenta buena resistencia a la corrosión, al desgaste y conductividad, lo que puede mejorar el rendimiento de los pasadores de titanio en entornos especiales. Se utiliza a menudo para conectar pasadores de titanio en componentes electrónicos y proteger la superficie de pasadores de titanio en sensores automotrices.

EstucadoSe aplica un recubrimiento funcional a la superficie del pasador de titanio mediante deposición física de vapor (PVD) o deposición química de vapor (CVD). Los métodos de PVD, como el recubrimiento por evaporación al vacío y el recubrimiento por pulverización catódica, permiten depositar recubrimientos de nitruro de titanio (TiN) y carburo de titanio (TiC) sobre la superficie del pasador de titanio. Estos recubrimientos presentan alta dureza, bajo coeficiente de fricción y buena resistencia al desgaste, lo que prolonga significativamente la vida útil del pasador de titanio. La CVD utiliza compuestos metálicos gaseosos que se descomponen a alta temperatura y un catalizador que se deposita sobre la superficie del pasador de titanio para formar un recubrimiento. Este recubrimiento permite obtener recubrimientos de alta calidad con una fuerte adhesión al sustrato, pero su coste es relativamente elevado.

Aplicación del pasador de titanio

AeroespacialPor ejemplo, en la conexión entre los álabes del compresor y los impulsores, los pasadores de titanio desempeñan un papel fundamental. Cuando el compresor gira a alta velocidad, los álabes se someten a una gran fuerza centrífuga, aerodinámica y vibraciones. Los pasadores de titanio deben ser muy resistentes, resistentes a la fatiga y a altas temperaturas para garantizar una conexión estable y fiable entre los álabes y el impulsor. Los pasadores de titanio, fabricados con aleación de titanio Gr5, cumplen estos estrictos requisitos y garantizan un funcionamiento estable y duradero del motor en entornos hostiles de alta temperatura, alta presión y alta velocidad.

Implantes ortopédicosLos clavos de titanio se utilizan frecuentemente en la fijación de fracturas y en cirugías de reemplazo articular. Por ejemplo, en la fijación de placas óseas, los clavos de titanio las fijan firmemente para favorecer la consolidación de la fractura. El titanio presenta buena biocompatibilidad, no causa rechazo inmunitario en el cuerpo humano y su resistencia cumple con los requisitos mecánicos de la fijación ósea, lo que lo convierte en un material ideal para implantes ortopédicos.

Carreras de motosEn la fabricación de coches de carreras, para alcanzar el máximo rendimiento, los requisitos de ligereza y alta resistencia de las piezas son extremadamente altos. Los pasadores de titanio se utilizan ampliamente en piezas clave como el sistema de suspensión, el motor y el sistema de transmisión de los coches de carreras. Soportan los fuertes impactos y vibraciones generados por el funcionamiento a alta velocidad del motor, a la vez que reducen su peso y mejoran la relación peso-potencia.

Equipo electronicoLos pines de titanio se utilizan a menudo para conectar componentes miniaturizados y ligeros. Por ejemplo, se conectan las partes estructurales internas de los teléfonos inteligentes y se fijan la placa base y la carcasa de las computadoras portátiles. La alta resistencia y la resistencia a la corrosión de los pines de titanio garantizan la fiabilidad de las conexiones de los dispositivos electrónicos durante el uso diario y la apertura y el cierre frecuentes.

DeportesLos pasadores de titanio también se utilizan ampliamente en la fabricación de artículos deportivos de alta gama, como bicicletas, palos de golf, raquetas de tenis, etc. En las bicicletas, se utilizan para conectar los componentes del cuadro, lo que reduce el peso y mejora la comodidad y el manejo. En los palos de golf, se utilizan para fijar la cabeza y la varilla del palo. Su alta resistencia y buena elasticidad mejoran el rendimiento del golpeo y ofrecen a los atletas una mejor experiencia de uso.

Los pines de titanio, como conector metálico de alto rendimiento, han demostrado una importancia irremplazable debido a su amplia aplicación en muchos campos, como el aeroespacial, los dispositivos médicos y la fabricación de automóviles.