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1. Tabelle der wichtigsten Eigenschaften von Titan
| Eigenschaft | Grade 2 (reines Titan) | Grade 5 (Ti-6Al-4V) | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| Dichte | ~4,5 g/cm³ | ~4,4 g/cm³ | Gering bei beiden |
| Elastizitätsmodul (E) | ~100–105 GPa | ~110–120 GPa | Höher bei Grade 5 |
| Zugfestigkeit | ~300–500 MPa | ~900–1100 MPa | Deutlich höher bei Grade 5 |
| Härte (HV) | ~120–200 HV | ~300–350 HV | Grade 5 härter |
| Wärmeleitfähigkeit | ~16–20 W/m·K | ~6–7 W/m·K | Niedriger bei Grade 5 |
| Elektrische Leitfähigkeit | ~2–3 MS/m | ~1–2 MS/m | Niedrig bei beiden |
| Wärmeausdehnung | ~8,5–9 ×10⁻⁶ /K | ~8–9 ×10⁻⁶ /K | Ähnlich |
| Schmelzpunkt | ~1660–1668 °C | ~1600–1660 °C | Etwas niedriger bei Grade 5 |
| Magnetismus | Nein | Nein | Unmagnetisch |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Sehr hoch |
| Zerspanbarkeit | Mäßig bis schwierig | Schwierig | Anspruchsvoller bei Grad 5 |
2. Allgemeine Beschreibung
Titan ist ein Übergangsmetall, das in der Uhrmacherei für seine außergewöhnlichen Eigenschaften der Leichtigkeit, mechanischen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit verwendet wird. Es wurde relativ spät in diesem Bereich eingeführt (Ende des 20. Jahrhunderts) und hat sich schnell durchgesetzt, insbesondere bei technischen und sportlichen Uhren.
Seine geringe Dichte, kombiniert mit einer hohen Festigkeit, macht es zu einem Werkstoff, der besonders für Anwendungen geeignet ist, bei denen die Reduzierung der Masse und Robustheit gefragt sind. Titan ist zudem unmagnetisch und biokompatibel, was sein Interesse in der zeitgenössischen Uhrmacherei verstärkt.
3. Die Titan-Grade in der Uhrmacherei
Titan wird in verschiedene Grade eingeteilt, die je nach Zusammensetzung und mechanischen Eigenschaften definiert werden. In der Uhrmacherei werden insbesondere zwei Grade verwendet:
Titan Grad 2 (industrielles Reintitan)
Grad 2 ist ein nahezu reines Titan (≈ 99 %). Es enthält Eisen (0,30 %), Sauerstoff (0,25 %), Kohlenstoff (0,08 %) und Stickstoff (0,03 %)
Eigenschaften:
- Sehr gute Korrosionsbeständigkeit
- Ausgezeichnete Duktilität
- Relative Einfachheit der Bearbeitung (Entzündungsgefahr)
- Mäßige mechanische Festigkeit
Verwendung in der Uhrmacherei:
- Gehäuse
- Armbänder
- Komponenten von Uhrwerk, die eine hohe mechanische Festigkeit und eine geringe Trägheit erfordern (Unruhringe, Käfige des Tourbillon)
👉 Geschätzt für seinen Komfort (Leichtigkeit) und seine Korrosionsbeständigkeit.
Titan der Güteklasse 2 ermöglicht keine schönen polierten Oberflächen. Er wird daher im Allgemeinen kugelgestrahlt oder satiniert.
Titan Grad 5 (Ti-6Al-4V)
Grad 5 ist eine Titan-Legierung, die enthält:
- 6% Aluminium
- 4 % Vanadium
Eigenschaften:
- Sehr hohe mechanische Festigkeit
- Ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit
- Hohe Korrosionsbeständigkeit
- Schwierigere Bearbeitung (Entzündungsgefahr)
Verwendung in der Uhrmacherei:
- Gehäuse
- Armbänder
- Uhrwerkskomponenten, die Uhrwerk eine hohe mechanische Festigkeit und eine geringe Trägheit erfordern (Unruhfedern, Gehäuse für Tourbillon)
👉 Dies ist die am häufigsten verwendete Güteklasse in der hochwertigen Uhrmacherei und in technischen Anwendungen.
Im Gegensatz zu Grad 2 ermöglicht Grad 5 die Herstellung hochwertiger polierter Oberflächen.
Andere Güteklassen
Auch wenn sie in der Uhrmacherei selten, ja sogar nicht existent sind:
- Grad 1 → sehr rein, sehr duktil
- Grad 3–4 → mittlere Eigenschaften
- Spezifische Legierungen → firmeneigene Entwicklungen
4. Oberflächenbehandlungen
Titan wird häufig behandelt, um seine Eigenschaften zu verbessern:
- Kugelstrahlen → gleichmäßiges mattes Erscheinungsbild
- Satinierung / Bürsten
- Politur (schwieriger als Stahl)
- Anodisation → Färbung durch Variation der Oxidschicht
- Gasphasenabscheidung PVD / CVD → Färbung und Verbesserung der Verschleißfestigkeit
5. Anwendungen in der Uhrmacherei
Titan wird verwendet für:
- Gehäuse
- Armbänder
- Uhrwerkskomponenten, die eine hohe mechanische Festigkeit und eine geringe Trägheit erfordern (Unruhreifen, Gehäusen für Tourbillon)
6. Vorteile und Grenzen
Vorteile
- Sehr leicht
- Korrosionsbeständig
- Unmagnetisch
- Biokompatibel
- Gute mechanische Festigkeit (Grade 5)
- Tragekomfort
Grenzen
- Schwierige Bearbeitung
- Kratzempfindlichkeit (Grade 2)
- Geringe Wärmeleitfähigkeit
- Komplexere polierte Oberflächenveredelung
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