Techniek: alles wat je moet weten over titanium

Titanium is overal aanwezig in de motorcross. Het is licht, sterk en roest niet. De meeste mensen beschouwen titanium als een zeldzaam metaal vanwege zijn hoge prijs. De waarheid is dat titanium het op drie na meest voorkomende metaal in de aardkorst is.

Aluminium, ijzer en magnesium komen het meest voor. Titanium maakt 0,62 procent van de aardkorst uit. De aankoop van titanium in ruwe vorm is vrij goedkoop. Het proces om het metaal te isoleren is wat het prijskaartje dramatisch doet stijgen.

Titanium werd ontdekt in 1791 door William Gregor uit Groot-Brittannië, die het eerst naar zichzelf noemde, gregoriet. Vervolgens werd het in 1793 herontdekt door een Duitse chemicus die het element vernoemde naar de Griekse mythologische reuzen, de Titanen. Pas in 1797 werd ontdekt dat gregoriet en titanium hetzelfde element zijn. Het proces om titanium te isoleren werd echter pas meer dan 100 jaar later succesvol, namelijk in 1910.

De meest efficiënte manier om titanium te winnen werd in 1937 ontdekt door de Duitse wetenschapper William Kroll. Tot op de dag van vandaag wordt hetzelfde proces gebruikt, met enkele kleine variaties. Het extreem hoge smeltpunt van titanium is 1668 graden en maakt het productieproces energie-intensief. Dat resulteert in een kostbaar productie- en fabricageproces.

Titanium staat bekend om zijn hoge sterkte-gewichtsverhouding. Het is meer dan tweemaal zo sterk als 6061-T6 aluminiumlegering en bijna de helft van het gewicht van T-4 roestvrij staal. Het metaal is ook corrosiebestendig, waardoor het aantrekkelijk is voor veel verschillende industrieën. De prijs van titanium is ongeveer het dubbele van die van brons, het viervoudige van die van messing en 10 keer die van T-3 aluminium. Geen wonder dat titanium onderdelen voor crossmotoren zo duur zijn.

 

Door de hoge treksterkte-dichtheidsverhouding, de grote bestendigheid tegen scheuren, de bestendigheid tegen hoge temperaturen, de grote corrosiebestendigheid en de weerstand tegen vermoeiing, worden titaanlegeringen gebruikt in vliegtuigen, bepantsering van legervoertuigen, marineschepen en ruimtevaartuigen. Het grootste deel van alle gewonnen titaniumerts (ongeveer 95%) wordt geraffineerd tot titaniumdioxide, dat vervolgens wordt gebruikt in verf, papier, tandpasta, plastics en zonnefilters omwille van zijn helderheid en hoge brekingsindex. Andere toepassingen zijn medische implantaten, opslag van kernafval, juwelen, toepassingen in de automobielindustrie en de racerij op motoren.

De titanium benzinetank op de Honda CRF450 is echter vooral een modestatement. Wanneer de plastic covers van de CRF zijn aangebracht, zijn slechts enkele kleine stukjes titanium zichtbaar en een identieke plastic tank zou niet veel meer wegen en de productiekosten zouden dalen.

 

 

Terwijl titanium het populairste lichtgewicht metaal is, zou magnesium wel eens het metaal van de toekomst kunnen worden. Het is 50 procent lichter dan titanium, maar het proces om het materiaal te extruderen en te lassen moet nog worden geperfectioneerd. Het grijsachtige metaal wordt gebruikt op veel onderdelen van fabrieksmotoren, zoals koppelings- en ontstekingsdeksels, naven en remklauwen, om het gewicht van de machine te verlichten.

Als je geld gaat uitgeven aan dure titanium onderdelen moet je vooral investeren op het zogenaamde onafgeveerd gewicht. Ongeveerd gewicht is elk gewicht dat onder de veren hangt. Dit gewicht is nauwer verbonden met de grond dan het gewicht erboven, want als je een hobbel raakt, drukt het onafgeveerde gewicht zich samen in het chassis om de impact te absorberen. Titanium spiraalveren, assen of bouten die op deze positie worden gebruikt bieden het beste resultaat.

Het lijkt er op dat titanium alleen maar voordelen heeft maar dit is niet zo. Bij een bout/moer verbinding is het moeilijk om vast te stellen wanneer een bout en/of moer op de juiste kracht is aangetrokken. Titanium bouten en moeren durven namelijk creperen bij het vastzetten. Op zulk een moment geeft het de indruk dat de bout of moer voldoende vaststaat maar in werkelijkheid is dat niet zo.

Wij raden aan om bij titaniumverbindingen altijd gebruik te maken van een anti-seize pasta en een momentsleutel. Bij het Fantic project uit 2018 van onze collega’s van MXVintage werden na enkele races heel wat loskomende bouten en moeren vastgesteld. Soms konden ze – in het belang van het behoud van lijf en leden – niet anders dan teruggrijpen naar stalen verbindingen. Dat was nodig om de as van het voorwiel en de vorkpoten in de kroonplaten vast te houden.

 

 

Titaandioxide is het natuurlijk voorkomende oxyde van titanium. Het heeft vele toepassingen, hoewel één controversieel gebruik in voedsel is. Het wordt gebruikt als pigment in voedingsmiddelen, zoals kauwgom, snoep, mayonaise, yoghurt en andere zuivelproducten. Het enige doel is om deze producten aantrekkelijker te maken. Volgens sommige bronnen zou titaanoxide ongezond zijn. Er is nog niet genoeg onderzoek gedaan om een uitgesproken mening te vormen.

Lees ook ons technisch artikel over alkylaatbenzine.