I. Đặc điểm và tính ứng dụng của titan.

1, Đặc điểm.

Titan là kim loại nhẹ, cứng nhất trong hầu như các kim loại, bề mặt bóng láng, chống ăn mòn tốt (giống như platin). Nó có thể chống ăn mòn kể cả với axít, khí clo và với các dung dịch muối thông thường.

Ở trạng thái tinh khiết, titan có thể được kéo sợi dễ dàng (nhất là trong môi trường không có ôxy), dễ gia công. Nhiệt độ nóng chảy của titan tương đối cao nên nó được dùng làm kim loại chịu nhiệt. Titan cứng như thép nhưng nhẹ hơn 40%, và nó nặng gấp rưỡi nhôm nhưng cứng gấp sáu lần. Những đặc tính này của titan giúp nó chịu đựng được sự mỏi kim loại.

Là nguyên tố kim loại, titan được xem là có tỉ số tỷ trọng-độ bề cao. Nó là kim loại bền có tỉ trọng thấp, khá dẻo (đặc biệt trong môi trường không có ôxy), lustrous, and metallic-white in color. Điểm nóng chảy tương đối cao (trên 1.650 °C hay 3.000 °F) nên nó rất hữu ích trong vật liệu chịu lửa và độ dẫn điện và dẫn nhiệt tương đối thấp

2. Ứng dụng.

Khoảng 95% lượng titan được dùng ở dạng titan điôxít (TiO2), một thuốc nhuộm trắng trong sơn, giấy, kem đánh răng và nhựa. Sơn được làm từ titan điôxít phản chiếu tốt bức xạ hồng ngoại nên được dùng rộng rãi trong ngành thiên văn học và các loại sơn bên ngoài. Nó cũng được dùng trong xi măng, đá quí và giấy.
Vì có khả năng kéo dãn tốt (kể cả khi nhiệt độ cao), nhẹ, chống ăn mòn tốt, và khả năng chịu đựng nhiệt độ rất cao, hợp kim hợp kim titan được dùng chủ yếu trong hàng không, xe bọc thép, tàu hải quân, tàu vũ trụ và tên lửa
úp nó chịu đựng được sự mỏi kim loại.Báo cáo của Titanium Metals Corporation năm 2004 ước đoán lượng titan trong hàng không hiện đại là 58, 43 và 18 tấn cho máy bay Boeing 777, 747 và 737; còn đối với máy bay Airbus là 24, 17 và 12 tấn cho các loại A340, A330 và A320. Nói chung, các loại càng mới thì dùng càng nhiều và các loại thân rộng dùng nhiều nhất. Với các loại máy bay hiện đại nhất, Boeing 787 có thể dùng 91 tấn, và Airbus A380 dùng 77 tấn. Động cơ dùng khoảng 10-11 tấn titan. Các công dụng khác:
Do chống ăn mòn tốt với nước biển, titan được dùng làm chân vịt và nơi trao đổi nhiệt trong các máy lọc nước mặn.
Dùng để sản xuất các loại đá quý mềm nhân tạo.
Titan tetraclo (TiCl4), dung dịch không màu, được dùng làm kính ngũ sắc; nó cũng tạo khói khi gặp không khí ẩm nên được dùng làm chất tạo khói.
Titan điôxít (TiO2) cũng được dùng làm thuốc chống nắng.
Do được xem như trơ về mặt sinh học, nó được dùng làm các khớp giả, các dụng cụ y tế và các ống dẫn trong chế biến thực phẩm.
Hợp kim titan được dùng làm gọng kính. Loại gọng này khá đắt tiền, nhưng nó rất bền. Cả hai loại hợp kim bình thường và hợp kim nhớ vị trí (tiếng Anh shape memory alloy) đều được sử dụng để chế tạo.Titan đôi khi cũng được dùng để xây dựng các công trình. Tượng đài cao 45 m của Yuri Gagarin ở Moskva được làm từ titan. Bảo tàng Guggenheim và thư viện Cerritos là những công trình đầu tiên ở châu Âu và Bắc Mỹ được bao bọc bởi các tấm titan. Titan được dùng chủ yếu trong hàng không, xe bọc thép, tàu hải quân, tàu vũ trụ và tên lửa, áo chống đạn loại mà lính Mỹ được trang bị ở Iraq.
Nó được dùng trong hợp kim thép để giảm kích thước và chống ôxi hóa; nhưng trong thép không gỉ nó dùng để giảm lượng cácbon. Titan thường được luyện với nhôm, vanađi, đồng (để cứng thêm), sắt, mangan, môlípđen và với nhiều kim loại khác. Hợp kim với vanađi được dùng làm vỏ máy bay, vỏ chịu nhiệt, càng đáp, và ống dẫn hơi nước.
Nhiều sản phẩm khác cũng dùng titan để chế tạo như gậy đánh golf, xe đạp, dụng cụ thí nghiệm, nhẫn cưới và máy tính xách tay.

II. Kinh nghiệm gia công titan

Gia công hợp kim Titan yêu cầu lực cắt chỉ cao hơn một chút so với các vật liệu khác như thép, inox nhưng các hợp kim này được nhiệt luyện đặc biệt làm cho làm nó khó gia công các vật liệu khác.

Sản phẩm gia công trên vật liệu Titan yêu cầu độ chính xác 0.05

Vậy nên khi gia công hợp kim titan cần chú ý các đặc điểm sau:

• Titanium là một chất dẫn nhiệt kém. Nhiệt tạo ra bởi sự tiếp xúc giữa dao cắt và phôi không thoát đi nhanh chóng, nhiệt bị tập trung ở rìa cắt và khuôn công cụ khi gia công.

• Titanium có xu hướng ma sát hợp kim khác hoặc phản ứng hóa học với các vật liệu trong dao cắt ở nhiệt độ cao. Điều này gây ra hiện tượng lẹo dao, hàn dính cùng với sự tàn phá nhanh chóng của dao cắt.

• Titanium có mô đun đàn hồi thấp nghĩa là  “đàn hồi” hơn thép. Điều này khi gia công hợp kim titan làm phoi thoát ra khỏi khu vực gia công tạo thành sợi, phoi không bị bẻ gãy. Phần mảnh phoi làm chệch hướng chịu áp lực dao cắt lên phôi làm sai lệch dung sai cắt.

Do đó, nếu muốn giảm sự mài mòn dao cắt khi gia công chúng ta phải giảm nhiệt độ ngay bề mặt tiếp xúc giữa dao và phoi bằng các cách sau đây: