Γιατί τα αεροδιαστημικά υλικά και τα κινητά τηλέφωνα συρρέουν σε κράματα τιτανίου;

Ιδιότητες του τιτανίου
Υψηλή ειδική αντοχή: 1,3 φορές αυτή των κραμάτων αλουμινίου, 1,6 φορές αυτή των κραμάτων μαγνησίου, 3,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ανοξείδωτου χάλυβα, ο πρωταθλητής μεταξύ των μεταλλικών υλικών.
Υψηλή θερμική αντοχή: η θερμοκρασία χρήσης είναι αρκετές εκατοντάδες βαθμούς υψηλότερη από το κράμα αλουμινίου, μπορεί να λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα σε θερμοκρασία 450-500 βαθμών .
Καλή αντοχή στη διάβρωση: ανθεκτική σε όξινη, αλκαλική και ατμοσφαιρική διάβρωση, ιδιαίτερα ισχυρή αντίσταση στη διάβρωση με διάβρωση και καταπόνηση.
Καλή απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία: το κράμα τιτανίου TA7 με πολύ χαμηλά ενδιάμεσα στοιχεία μπορεί να διατηρήσει έναν ορισμένο βαθμό πλαστικότητας σε -253 βαθμό .
Υψηλή χημική δραστηριότητα: υψηλή χημική δραστηριότητα σε υψηλές θερμοκρασίες, αντιδρά εύκολα χημικά με υδρογόνο, οξυγόνο και άλλες αέριες ακαθαρσίες στον αέρα για να δημιουργήσει ένα σκληρυμένο στρώμα.
Μικρή θερμική αγωγιμότητα, μικρός συντελεστής ελαστικότητας: η θερμική αγωγιμότητα είναι περίπου το 1/4 του νικελίου, το 1/5 του σιδήρου, το 1/14 του αλουμινίου και διάφορα κράματα τιτανίου έχουν θερμική αγωγιμότητα περίπου 50% χαμηλότερη από αυτή του τιτανίου. Ο συντελεστής ελαστικότητας του κράματος τιτανίου είναι περίπου το 1/2 του χάλυβα.
Ταξινόμηση και χρήση κράματος τιτανίου
Τα κράματα τιτανίου μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ανάλογα με τις χρήσεις τους: κράματα ανθεκτικά στη θερμότητα, κράματα υψηλής αντοχής, κράματα ανθεκτικά στη διάβρωση (τιτάνιο-μολυβδαίνιο, κράματα τιτανίου-παλλάδιο, κ.λπ.), κράματα χαμηλής θερμοκρασίας και κράματα με ειδικές λειτουργίες (τιτάνιο -υλικά αποθήκευσης υδρογόνου σιδήρου, κράματα μνήμης τιτανίου-νικελίου). Αν και το τιτάνιο και τα κράματά του δεν έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, τους έχουν απονεμηθεί αρκετοί τιμητικός τίτλος λόγω της εξαιρετικής τους απόδοσης. Ο πρώτος τίτλος είναι «διαστημικό μέταλλο», το οποίο είναι ελαφρύ, υψηλής αντοχής και ανθεκτικό στις υψηλές θερμοκρασίες, ιδιαίτερα κατάλληλο για την κατασκευή αεροπλάνων και διαφόρων διαστημικών σκαφών. Επί του παρόντος, περίπου τα 3/4 του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου που παράγονται στον κόσμο χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Πολλά εξαρτήματα που αρχικά ήταν κατασκευασμένα από κράμα αλουμινίου έχουν αντικατασταθεί από κράμα τιτανίου.
Εφαρμογές αεροδιαστημικής από κράμα τιτανίου
Το κράμα τιτανίου χρησιμοποιείται κυρίως για υλικά κατασκευής αεροσκαφών και κινητήρων, όπως ανεμιστήρες τιτανίου σφυρηλάτησης, δίσκους και λεπίδες πεπιεσμένου αέρα, κάλυμμα κινητήρα, συσκευές εξάτμισης και άλλα μέρη, καθώς και για δοκούς και διαμερίσματα του αεροσκάφους, όπως εξαρτήματα δομικού πλαισίου. Τα διαστημικά σκάφη χρησιμοποιούν κυρίως κράματα τιτανίου υψηλής αντοχής, αντοχής στη διάβρωση και αντοχής σε χαμηλή θερμοκρασία για την κατασκευή μιας ποικιλίας δοχείων πίεσης, δεξαμενών αποθήκευσης καυσίμων, συνδετήρων, ιμάντων οργάνων, πλαισίων και κελύφους πυραύλων. Οι δορυφόροι της τεχνητής Γης, η μονάδα προσγείωσης σε φεγγάρι, τα επανδρωμένα διαστημόπλοια και τα διαστημικά λεωφορεία χρησιμοποιούν επίσης εξαρτήματα συγκόλλησης πλάκας από κράμα τιτανίου.
Το 1950, οι Ηνωμένες Πολιτείες για πρώτη φορά στο μαχητικό-βομβαρδιστικό F-84 ως θερμική ασπίδα πίσω ατράκτου, ασπίδα αέρα και ουραίο κάλυμμα και άλλα μη φέροντα εξαρτήματα. Η δεκαετία του 1960 άρχισε η χρήση εξαρτημάτων από κράμα τιτανίου από την πίσω άτρακτο μέχρι την κεντρική άτρακτο, αντικαθιστώντας εν μέρει τον δομικό χάλυβα για να ολισθαίνουν το πλαίσιο, οι δοκοί, τα πτερύγια και άλλα σημαντικά φέροντα εξαρτήματα. Από τη δεκαετία του 1970 και μετά, τα πολιτικά αεροσκάφη άρχισαν να χρησιμοποιούν μεγάλο αριθμό κραμάτων τιτανίου, όπως το επιβατικό αεροσκάφος Boeing 747 με τιτάνιο. . Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας επεξεργασίας, σε πυραύλους, δορυφόρους και διαστημόπλοια, χρησιμοποιήθηκε επίσης πολύ κράμα τιτανίου. Όσο πιο προηγμένο είναι το αεροπλάνο, τόσο περισσότερο τιτάνιο χρησιμοποιείται. US F{11}}Ένας μαχητής που χρησιμοποιεί κράμα τιτανίου, που αντιπροσωπεύει περίπου το 25% του βάρους της μηχανής. -15Ένας μαχητής για το 25,8%· Τα αμερικανικά μαχητικά τέταρτης γενιάς με ποσότητα τιτανίου 41% του κινητήρα F119 με 39% της ποσότητας τιτανίου, είναι η τρέχουσα ποσότητα τιτανίου με την υψηλότερη ποσότητα αεροπλάνων.
Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται σε μεγάλο αριθμό αεροπορικών λόγων
Γιατί το υλικό των αεροσκαφών αεροπορικής μεταφοράς πρέπει να χρησιμοποιεί κράμα τιτανίου;
Η τελική ταχύτητα πλοήγησης των σύγχρονων αεροσκαφών έχει φτάσει την ταχύτητα του ήχου περισσότερες από 2,7 φορές. Μια τόσο γρήγορη υπερηχητική πτήση θα κάνει το αεροπλάνο και τον αέρα να τριβούν και θα παράγει πολλή θερμότητα. Όταν η ταχύτητα πτήσης φτάσει τις 2,2 φορές την ταχύτητα του ήχου, το κράμα αλουμινίου δεν μπορεί να αντέξει, πρέπει να χρησιμοποιεί κράμα τιτανίου ανθεκτικό σε υψηλή θερμοκρασία. Όταν η αναλογία ώθησης προς βάρος του κινητήρα του αεροσκάφους από 4 έως 6 έως 8 έως 10, η θερμοκρασία εξόδου του αερίου υπό πίεση είναι αντίστοιχα από 200 έως 300 βαθμούς έως 500 έως 600 βαθμούς, οι αρχικοί δίσκοι αερίου χαμηλής πίεσης και οι λεπίδες από αλουμίνιο πρέπει να αλλάξει σε κράμα τιτανίου.
Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες σχετικά με την απόδοση του κράματος τιτανίου ερευνητικό έργο, και συνεχώς κάνουν νέα πρόοδο. Το αρχικό τιτάνιο, αλουμίνιο, βανάδιο που αποτελείται από κράμα τιτανίου, η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας 550 μοίρες ~ 600 μοίρες, και το πρόσφατα αναπτυγμένο κράμα αλουμινίου τιτανίου (TiAl), η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας έχει αυξηθεί στους 1040 βαθμούς. Το κράμα τιτανίου αντί για ανοξείδωτο χάλυβα για την κατασκευή δίσκου και λεπίδας συμπιεστή υψηλής πίεσης, μπορεί να μειώσει το βάρος της δομής. Τα αεροσκάφη μπορούν να εξοικονομήσουν 4% των καυσίμων για κάθε μείωση βάρους κατά 10%. Για πυραύλους, για κάθε 1 κιλό μείωσης βάρους, η εμβέλεια μπορεί να αυξηθεί κατά 15 χιλιόμετρα.
3C Εφαρμογές κραμάτων τιτανίου
Προς το παρόν, η βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης που αντιπροσωπεύεται από κινητά τηλέφωνα είναι πολύ "επίδραση", οι επικεφαλής των κατασκευαστών ελπίζουν να δανειστούν κράματα τιτανίου για να βελτιώσουν την κορυφαία χωρητικότητα του προϊόντος.

Huawei, Apple, Xiaomi, Honor και πολλά άλλα τηλέφωνα έχουν εισαγάγει το υλικό. Η Apple άρχισε να τυποποιεί τις θήκες τιτανίου από τη σειρά ρολογιών Ultra και το iPhone 15 που κυκλοφόρησε πρόσφατα, του οποίου η έκδοση Pro χρησιμοποιεί ένα νέο σώμα από τιτάνιο, και έγινε το πρώτο κινητό τηλέφωνο της Apple που χρησιμοποιεί τιτάνιο αεροδιαστημικής ποιότητας. Η Huawei χρησιμοποίησε υλικά τιτανίου στα δομικά μέρη του πτυσσόμενου κινητού τηλεφώνου MateXs2, το οποίο κυκλοφόρησε το 2022, και χρησιμοποίησε στεφάνια τιτανίου στο Watch4Pro. Το Glory κυκλοφόρησε στις 12 Οκτωβρίου, το ελαφρύ και λεπτό μεγάλο εσωτερικό αναδιπλούμενο τηλέφωνο ναυαρχίδα Glory MagicVs2, χρησιμοποιώντας καινοτόμα υλικά όπως μεντεσέδες από τιτάνιο Lupine. Νέα μηχανή Xiaomi 14, η πιο ακριβή έκδοση τιτανίου 14Pro.
Αναφέρεται ότι η Samsung θα χρησιμοποιήσει κεντρικό πλαίσιο από κράμα τιτανίου στο GalaxyS24Ultra, το κεντρικό τμήμα του πλαισίου είναι παρόμοιο με τον αρχικό χρωματικό συνδυασμό τιτανίου του iPhone15Pro.

Συνολικά, το κράμα τιτανίου με πλεονεκτήματα υψηλής ειδικής αντοχής και ελαφρού βάρους προωθείται ιδιαίτερα ως ένας σημαντικός λόγος, ο οποίος μπορεί να κάνει τα καταναλωτικά ηλεκτρονικά προϊόντα πιο ελαφριά, η εμπειρία των καταναλωτών θα είναι πιο άνετη.
Ανάλυση χαρακτηριστικών επεξεργασίας κράματος τιτανίου
Πρώτα απ 'όλα, η θερμική αγωγιμότητα από κράμα τιτανίου είναι χαμηλή, μόνο 1/4 χάλυβα, αλουμίνιο 1/13, χαλκός 1/25, λόγω της αργής απαγωγής θερμότητας στη ζώνη κοπής, που δεν ευνοεί τη θερμική ισορροπία, στη διαδικασία κοπής, το αποτέλεσμα απαγωγής θερμότητας και ψύξης είναι πολύ φτωχό, είναι εύκολο να σχηματιστεί υψηλή θερμοκρασία στη ζώνη κοπής, η παραμόρφωση των εξαρτημάτων μετά την επεξεργασία αναπήδηση, με αποτέλεσμα την αύξηση ροπή στο εργαλείο κοπής, η άκρη της άκρης της γρήγορης φθοράς, η αντοχή μειώνεται.
Δεύτερον, η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα του κράματος τιτανίου, έτσι ώστε η θερμότητα κοπής που συσσωρεύεται στο μαχαίρι κοπής κοντά στη μικρή περιοχή δεν είναι εύκολο να διαδοθεί, η τριβή της μπροστινής όψης αυξάνεται, δεν είναι εύκολο να κοπεί, η θερμότητα κοπής δεν είναι εύκολη διαδίδουν, επιταχύνουν τη φθορά του εργαλείου. Τέλος, η χημική δραστηριότητα του κράματος τιτανίου είναι υψηλή, η επεξεργασία σε υψηλές θερμοκρασίες είναι εύκολο να αντιδράσει με το υλικό κοπής, ο σχηματισμός διάλυσης, διάχυσης, με αποτέλεσμα κολλώδες μαχαίρι, μαχαίρι καύσης, σπασμένο μαχαίρι και άλλα φαινόμενα.
Τα χαρακτηριστικά της κεντρικής μηχανικής κατεργασίας κράμα τιτανίου
Τα κέντρα κατεργασίας μπορούν να επεξεργάζονται πολλά μέρη ταυτόχρονα για να βελτιώσουν την απόδοση της παραγωγής. Βελτιώστε την ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας των εξαρτημάτων, καλή συνοχή προϊόντος. Το κέντρο κατεργασίας διαθέτει λειτουργία αντιστάθμισης εργαλείου, η οποία μπορεί να αποκτήσει την ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας της ίδιας της μηχανής. Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα προσαρμοστικότητας και μεγαλύτερης ευελιξίας, όπως η επεξεργασία τόξου, η λοξοτομή και το φιλετάρισμα μετάβασης αυτού του εξαρτήματος, που μπορεί να πραγματοποιήσει την πολυλειτουργικότητα ενός μηχανήματος. Το κέντρο μηχανικής κατεργασίας μπορεί να είναι φρεζάρισμα, διάτρηση, διάτρηση, τρύπημα και μια σειρά επεξεργασίας. Μπορεί να πραγματοποιηθεί ακριβής κοστολόγηση για τον έλεγχο του χρονοδιαγράμματος παραγωγής. Δεν χρειάζονται ειδικά εξαρτήματα, εξοικονομήστε πολλά κεφάλαια κόστους, συντομεύστε τον κύκλο παραγωγής. Μείωση κατά πολύ της έντασης εργασίας των εργαζομένων. Μπορεί να είναι επεξεργασία πολλαπλών αξόνων με UG και άλλο λογισμικό επεξεργασίας.
Επιλογή εργαλείων και ψυκτικών υλικών
1. Η επιλογή υλικού εργαλείου πρέπει να πληροί τις ακόλουθες απαιτήσεις
Επαρκής σκληρότητα, η σκληρότητα του εργαλείου πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερη από τη σκληρότητα του κράματος τιτανίου.
Επαρκής αντοχή και σκληρότητα, λόγω του εργαλείου κοπής κράματος τιτανίου όταν υπόκειται σε μεγάλη ροπή και δύναμη κοπής, επομένως πρέπει να υπάρχει επαρκής αντοχή και σκληρότητα.
Επαρκής αντοχή στη φθορά, λόγω της σκληρότητας του κράματος τιτανίου, η κατεργασία κοπτικής άκρης είναι αιχμηρή, επομένως το υλικό του εργαλείου πρέπει να έχει επαρκή αντοχή στη φθορά, έτσι ώστε να μειωθεί η σκλήρυνση της εργασίας. Αυτή είναι η πιο σημαντική παράμετρος για την επιλογή εργαλείων για την κατεργασία κραμάτων τιτανίου.
Υλικά κοπής εργαλείο και κράμα τιτανίου συγγένεια να είναι φτωχή, λόγω της υψηλής χημικής δραστηριότητας του κράματος τιτανίου, έτσι ώστε να αποφευχθεί ο σχηματισμός υλικών κοπής εργαλείο και κράμα τιτανίου διάλυση, διάχυση στο κράμα, με αποτέλεσμα να κολλήσει μαχαίρι, κάψιμο φαινόμενο μαχαίρι. Αφού τα εγχώρια συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά κοπτικών εργαλείων και τα ξένα υλικά κοπτικών εργαλείων για τη δοκιμή δείχνουν ότι η χρήση του εφέ κοπτικού εργαλείου υψηλής περιεκτικότητας σε κοβάλτιο είναι ιδανική, ο κύριος ρόλος του κοβαλτίου μπορεί να ενισχύσει το δευτερεύον αποτέλεσμα σκλήρυνσης, να βελτιώσει τη σκληρότητα και τη σκληρότητα μετά τη θερμική επεξεργασία και σε ταυτόχρονα έχει υψηλή σκληρότητα, αντοχή στη φθορά, καλή απαγωγή θερμότητας.
2. Γεωμετρικές παράμετροι φρεζαρίσματος
Τα χαρακτηριστικά μηχανικής κατεργασίας του κράματος τιτανίου καθορίζουν τις γεωμετρικές παραμέτρους του κόφτη και το συνηθισμένο εργαλείο υπάρχει μεγάλη διαφορά. Γωνία έλικας επιλέξτε μια μικρότερη γωνία ανύψωσης έλικας, αυξάνει το αυλάκι αφαίρεσης τσιπ, εύκολη αφαίρεση τσιπ, γρήγορη απαγωγή θερμότητας, αλλά και μείωση της αντίστασης κοπής στη διαδικασία κοπής. Μπροστινή γωνία κοπής απότομη, γρήγορη κοπή, αποφύγετε το κράμα τιτανίου να παράγει υπερβολική θερμότητα κοπής, ώστε να αποφευχθεί η δευτερεύουσα σκλήρυνση. Η πίσω γωνία μειώνει τον ρυθμό φθοράς της κοπτικής ακμής, διευκολύνει την απαγωγή θερμότητας και βελτιώνει την αντοχή σε μεγάλο βαθμό.

3.Κοπή επιλογής παραμέτρων
Η κατεργασία κράματος τιτανίου θα πρέπει να επιλέγει χαμηλότερη ταχύτητα κοπής, κατάλληλα μεγάλη τροφοδοσία, λογικό βάθος κοπής και όγκο φινιρίσματος, η ψύξη πρέπει να είναι επαρκής. Ταχύτητα κοπής vc {{0}} ~ 50m/min, η τροφοδοσία για τραχύτητα παίρνει μεγαλύτερη τροφοδοσία, το φινίρισμα και το ημι-τελικό φινίρισμα λαμβάνουν μέτρια τροφοδοσία. Το βάθος κοπής ap=1/3d είναι κατάλληλο, η συγγένεια του κράματος τιτανίου είναι καλή, η αφαίρεση τσιπ είναι δύσκολη, το βάθος κοπής είναι πολύ μεγάλο, θα προκαλέσει κόλλημα εργαλείου, κάψιμο, φαινόμενο θραύσης. Επίδομα φινιρίσματος μέτρια επιφανειακή σκλήρυνση από κράμα τιτανίου περίπου 0,1 ~ 0,15 mm, το επίδομα είναι πολύ μικρό, η άκρη του μαχαιριού κόβει στο σκληρυμένο στρώμα, το εργαλείο είναι εύκολο να φορεθεί, θα πρέπει να αποφύγετε το σκληρυμένο στρώμα επεξεργασίας, αλλά το επίδομα κοπής δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλο.
4. Ψυκτικό
Η επεξεργασία του κράματος τιτανίου είναι καλύτερο να μην χρησιμοποιείται ψυκτικό που περιέχει χλώριο, για να αποφευχθεί η παραγωγή τοξικών ουσιών και να προκληθεί ευθραυστότητα του υδρογόνου, αλλά και για να αποφευχθεί η διάβρωση υψηλής θερμοκρασίας από τη διάβρωση του κράματος τιτανίου. Επιλέξτε ένα συνθετικό υδατοδιαλυτό γαλάκτωμα, μπορεί επίσης να είναι αυτοσυμβατό με ψυκτικό. Το ψυκτικό επεξεργασίας κοπής για να διασφαλιστεί επαρκής, η ταχύτητα κυκλοφορίας του ψυκτικού υγρού πρέπει να είναι γρήγορη, η ροή και η πίεση του υγρού κοπής πρέπει να είναι μεγάλες, τα κέντρα κατεργασίας είναι εξοπλισμένα με ειδικά ακροφύσια ψύξης, εφόσον η προσοχή της ρύθμισης θα είναι σε θέση να επιτύχει τα επιθυμητά αποτελέσματα.