Titanio: material de primera calidad para mangos de cuchillos

Los mangos de cuchillos costosos, tanto de fabricantes en masa como de artesanos especializados, suelen estar hechos de aleación de titanio. Este material ligero y a la vez duradero permite crear una variedad de cuchillos plegables, incluyendo algunos con un diseño único y artístico.

El titanio (Ti) es uno de los elementos químicos más comunes y pertenece al cuarto grupo de la tabla periódica. Es un metal ligero y duradero, de color blanco plateado. Ocupa el noveno lugar entre los elementos naturales; su contenido en la corteza terrestre es del 0,57 % y en el agua de mar, de 0,001 mg/l en peso. Al mismo tiempo, el titanio es casi siempre tetravalente en la corteza terrestre y está presente únicamente en compuestos de oxígeno. No se encuentra en forma libre. El titanio, en condiciones de meteorización y deposición, presenta afinidad geoquímica con el óxido de aluminio (Al₂O₃). Se concentra en las bauxitas de la corteza y en los sedimentos arcillosos marinos. Los minerales de titanio son resistentes a la meteorización y forman grandes concentraciones en placeres. En total, se conocen más de 100 minerales que contienen titanio, entre los que destacan el rutilo, la ilmenita, la titanomagnetita, la perovskita y la titanita. El titanio presenta varias ventajas significativas sobre otros metales. En primer lugar, su alta resistencia a la corrosión. El proceso de corrosión del titanio solo puede iniciarse con los productos químicos más agresivos: ácidos sulfúrico, fluorhídrico y ortofosfórico concentrados. En la fabricación de cuchillos, su alta resistencia también desempeña un papel fundamental: el titanio tiene la misma resistencia que los aceros de mayor calidad, a pesar de su densidad relativamente baja. Los productos de titanio también tienen un peso muy bajo, comparable al del aluminio.

El principal problema del uso del titanio reside en su complejidad de producción. Al fresar a altas velocidades, el titanio reacciona químicamente y comienza a adherirse a la herramienta de corte, soldándose con ella, lo que provoca un rápido desgaste de la herramienta. Para solucionar este problema, se utilizan dos métodos principales: nitruración y oxidación. Durante la nitruración, la pieza de titanio calentada se mantiene en nitrógeno gaseoso durante un día. Este método permite cubrir la superficie del elemento con una película de nitruro, lo que le confiere una dureza especial. Como resultado, aumenta la resistencia al desgaste de la pieza de titanio. Otro método que permite mejorar las propiedades del metal es la oxidación. La pieza de titanio se calienta durante un largo periodo de tiempo, formando una película de óxido en su superficie. Esta película recubre firmemente la capa superior del metal, impidiendo la entrada de aire. El lijado de titanio también es difícil, ya que produce fuertes chispas a altas velocidades y requiere el reemplazo frecuente de las bandas de lijado.

La complejidad del procesamiento del titanio conlleva un aumento significativo de su precio, que en promedio es tres veces superior al del acero, lo que impide su uso generalizado. Sin embargo, los productos de titanio se utilizan en diversas industrias. En la industria química se emplean tanques, tuberías y bombas de titanio. En medicina, se utilizan prótesis de titanio y diversos biomateriales. En la industria aeronáutica y de cohetes se fabrican diversas piezas de aeronaves y cohetes.

El titanio puro prácticamente no se utiliza en la industria. Las aleaciones con diversos metales, principalmente aluminio y vanadio, son las más utilizadas. El titanio industrial se divide en varias categorías según su estado de fase. Al calentarse a una temperatura de 880 ± 20 °C, se encuentra en fase alfa y presenta una red cristalina hexagonal. A temperaturas más altas, el titanio pasa a la fase beta, que presenta una red centrada en el cuerpo. De acuerdo con esto, las aleaciones industriales se dividen en: aleaciones alfa, aleaciones beta y aleaciones alfa-beta.

Las aleaciones de titanio alfa son las más duras y costosas, y se utilizan para crear estructuras resistentes, por ejemplo, para la fabricación de cuadros de bicicleta. Para la fase alfa, el aluminio es el único aditivo de aleación que, al aumentar la resistencia de la aleación, no reduce drásticamente su plasticidad. Otros estabilizadores (oxígeno, nitrógeno y carbono), incluso en pequeñas cantidades, aumentan considerablemente la resistencia y reducen la plasticidad del titanio. Las aleaciones de titanio con aluminio contienen hasta un 7 % de aluminio y se producen a temperaturas de hasta 850 °C.

También existen aleaciones basadas en beta-titanio. Sin embargo, presentan baja estabilidad térmica, no son aptas para altas temperaturas y rara vez se emplean en la industria.

Las más comunes son las aleaciones de titanio alfa-beta. La más popular es la aleación Ti6AL4V, utilizada en la industria para la fabricación de diversos marcos, tuberías y elementos de fijación. Se forma en una fase alfa con una estructura cristalina de esferas uniformes densamente empaquetadas y una fase beta con una estructura cristalina cúbica. Está compuesta por un 6% de aluminio, un 4% de vanadio y un 90% de titanio. En esta aleación, el aluminio es responsable de la estabilización de la fase alfa, mientras que el vanadio es responsable de la fase beta. La dureza del Ti6AL4V es de aproximadamente 47 unidades en la escala Rockwell. La aleación tiene una densidad de 4500 kg/m³ y una resistencia a la tracción de más de 900 MPa. En la industria cuchillera, el titanio puede someterse a una amplia variedad de procesos, lo que contribuye tanto a mejorar sus cualidades funcionales como a su estética. En particular, el titanio es susceptible a diversos tipos de arenado, pulido, grabado y pulimiento. Generalmente, los mangos de los cuchillos se tratan con un tratamiento de pulido (lavado a la piedra) o grabado en varios colores. El mango de aleación de titanio permite usar cualquier tipo de cerradura, pero en primer lugar, una cerradura de marco, en la que se monta necesariamente un espaciador de acero endurecido. Esto evita que la cerradura se atasque y permite usar el cuchillo durante muchos años.

Otra opción para el uso del titanio en la industria cuchillera fue el desarrollo, por parte de especialistas estadounidenses, del llamado "titanio damasco", producido bajo la marca Timascus. Este material se compone de varios tipos de aleaciones de titanio, similar a la creación del acero de Damasco. En particular, se utilizan aleaciones CP-Ti y Ti6AL4V para su fabricación. Los materiales se unen mediante soldadura al vacío con ácidos fluorhídrico y nítrico. El material resultante posee un patrón único y gran resistencia a la corrosión. Permite fabricar cabezales, pomos y otros elementos de mango en cuchillos de hoja fija, así como placas de mango completas para navajas plegables.

Durante el último siglo, las aleaciones de titanio se han convertido en símbolos del desarrollo de las tecnologías metalúrgicas y han aportado una contribución única a diversas industrias. Para la industria cuchillera, el titanio se ha convertido en símbolo de fiabilidad, ligereza y calidad superior en cualquier producto.