Κράμα τιτανίου: χαρακτηριστικά, προκλήσεις επεξεργασίας και μελλοντικές εφαρμογές

Το κράμα τιτανίου, ένα υλικό με υψηλή ειδική αντοχή, εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη διάβρωση, ήταν πάντα μια ιδανική επιλογή για την κατασκευή αεροσκαφών και κινητήρων. Ωστόσο, η κακή δυνατότητά του είναι από καιρό ο κύριος παράγοντας που περιορίζει την ευρεία εφαρμογή του. Ωστόσο, με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας επεξεργασίας, το πεδίο εφαρμογής του κράματος τιτανίου έχει διευρυνθεί σημαντικά και τώρα χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή πολλαπλών εξαρτημάτων των κινητήρων αεροσκαφών και των διαρθρωτικών τμημάτων πλαισίων. Στη συνέχεια, θα διερευνήσουμε τα μοναδικά χαρακτηριστικά των κραμάτων τιτανίου και τις σχετικές ιδιότητες επεξεργασίας τους.

▲ Χαρακτηριστικά των κραμάτων τιτανίου και τιτανίου
Τα κράματα τιτανίου και τιτανίου δείχνουν πολλά εξαιρετικά χαρακτηριστικά, που περιλαμβάνουν κυρίως:

Υψηλή αντοχή και σκληρότητα: Η αντοχή εφελκυσμού του κράματος τιτανίου είναι τόσο υψηλή όσο 686-1176MPa, ενώ η πυκνότητα του είναι μόνο περίπου το 60% του χάλυβα, επομένως έχει υψηλή ειδική αντοχή. Η σκληρότητα του ανόπτου κράματος τιτανίου φτάνει το HRC 32-38, δείχνοντας το πλεονέκτημα σκληρότητας του.

Χαμηλό ελαστικό συντελεστή: Το ελαστικό μέτρο ανόπτησης κράματος τιτανίου είναι 1.078 × 10-1.176 × 10MPa, το οποίο είναι περίπου το ήμισυ του χάλυβα και του ανοξείδωτου χάλυβα. Αυτή η λειτουργία καθιστά πιο δύσκολο όταν υποβάλλεται σε αντίκτυπο.

Εξαιρετική απόδοση υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας: Το κράμα τιτανίου μπορεί να διατηρήσει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες σε υψηλές θερμοκρασίες, η αντοχή της στη θερμότητα είναι πολύ καλύτερη από αυτή του κράματος αλουμινίου και το εύρος θερμοκρασίας εργασίας είναι ευρεία. Η θερμοκρασία εργασίας του νέου κράματος τιτανίου ανθεκτικό στη θερμότητα μπορεί να φτάσει ακόμη και 550-600 βαθμούς. Σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας, η αντοχή του κράματος τιτανίου ενισχύεται ενώ διατηρεί την καλή σκληρότητα, για παράδειγμα, μπορεί να διατηρήσει εξαιρετική σκληρότητα σε -253 βαθμού.

Εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση: Το τιτάνιο μπορεί γρήγορα να σχηματίσει ένα πυκνό φιλμ οξειδίου του τιτανίου στον αέρα κάτω από 550 βαθμούς, δίνοντάς του εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε οξειδωτικά μέσα όπως η ατμόσφαιρα, το θαλασσινό νερό, το νιτρικό οξύ και το θειικό οξύ και τα ισχυρά αλκάλια.

▲ Επεξεργασία απόδοσης των κραμάτων τιτανίου και τιτανίου
Κατά την επεξεργασία των κραμάτων τιτανίου, τα χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά του κατά τη διάρκεια της κοπής πρέπει να εξεταστούν πλήρως. Συνιστάται να χρησιμοποιείτε εργαλεία καρβιδίου, όπως καρβίδιο βολφραμίου-καβουριού, λόγω της χαμηλής χημικής του συγγένειας με το κράμα τιτανίου, την καλή θερμική αγωγιμότητα και την υψηλή αντοχή. Για τη διαλείπουσα κοπή σε χαμηλή ταχύτητα, μπορεί να επιλεγεί το Ultra-Fine Carbide με αντίσταση στην κρούση. Ενώ ο χάλυβας υψηλής ταχύτητας με εξαιρετική απόδοση υψηλής θερμοκρασίας είναι κατάλληλος για σχηματισμό και σύνθετα εργαλεία.

▲ Διαδικασία κοπής
Χρησιμοποιήστε μια μικρότερη γωνία γρανίματος και μια μεγαλύτερη γωνία πίσω, η οποία μπορεί να αυξήσει το μήκος επαφής μεταξύ του τσιπ και της μπροστινής προσώπου εργαλείου, μειώνοντας έτσι την τριβή μεταξύ του τεμαχίου εργασίας και του πίσω προσώπου εργαλείου. Το μέρος της άκρης υιοθετεί μια άκρη μετάβασης στο τόξο για να βελτιώσει τη δύναμη και να αποτρέψει την καύση και το τσίμπημα στις αιχμηρές γωνίες. Ταυτόχρονα, είναι ζωτικής σημασίας να διατηρηθεί η λεπίδα αιχμηρά για να εξασφαλιστεί η ομαλή απομάκρυνση των τσιπ και να αποφευχθεί η τσιμπήματα που προκαλούνται από το κολλητικό τσιπς. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κοπής, θα πρέπει να επιλεγεί χαμηλότερη ταχύτητα κοπής για να αποφευχθεί η θερμοκρασία κοπής να είναι υπερβολικά υψηλή. Ο ρυθμός τροφοδοσίας πρέπει να είναι μέτριος. Πάρα πολύ μπορεί να προκαλέσει καύση εργαλείων, ενώ πολύ λίγα μπορεί να προκαλέσουν ταχεία φθορά λόγω της λεπίδας που εργάζεται στο σκληρυμένο στρώμα. Το βάθος κοπής μπορεί να ρυθμιστεί μεγαλύτερο έτσι ώστε η άκρη να λειτουργεί κάτω από το σκληρό στρώμα, το οποίο βοηθά στη βελτίωση της ανθεκτικότητας του εργαλείου. Επιπλέον, το ψυκτικό πρέπει να χρησιμοποιείται πλήρως για ψύξη κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας.

▲ λείανση
Κατά την κοπή κράματος τιτανίου, λόγω της μεγάλης αντίστασης στην κοπή, το σύστημα επεξεργασίας πρέπει να έχει επαρκή ακαμψία. Ταυτόχρονα, δεδομένου ότι το κράμα τιτανίου είναι εύκολο να παραμορφωθεί, η δύναμη σύσφιξης δεν πρέπει να είναι υπερβολικά μεγάλη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κοπής, ειδικά σε ορισμένες διαδικασίες τελικής λήψης και απαιτούνται βοηθητικά υποστηρίγματα για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια επεξεργασίας όταν είναι απαραίτητο.

Επιπλέον, το κράμα τιτανίου αντιμετωπίζει μια σειρά προκλήσεων στην άλεση. Οι χημικές του ιδιότητες είναι ενεργές και είναι εύκολο να είναι συγγένεια και να τηρούν ταία σε υψηλές θερμοκρασίες, γεγονός που θα προκαλέσει απόφραξη του τροχού, αυξημένη φθορά και μειωμένη απόδοση λείανσης. Ταυτόχρονα, η φθορά του τροχού λείανσης θα αυξήσει επίσης την περιοχή επαφής μεταξύ του τροχού λείανσης και του τεμαχίου εργασίας, θα επιδεινώσει τις συνθήκες διάχυσης της θερμότητας και θα προκαλέσει την αύξηση της θερμοκρασίας της περιοχής λείανσης, με αποτέλεσμα να λερώνουν ρωγμές και τοπικά εγκαύματα. Επιπλέον, η υψηλή αντοχή και η ανθεκτικότητα του κράματος τιτανίου καθιστούν επίσης δύσκολη τη διάσπαση των τσιπ λείανσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας λείανσης, την αύξηση της δύναμης λείανσης και την αύξηση της κατανάλωσης ισχύος λείανσης. Επιπλέον, η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και η μικρή ειδική θερμότητα του κράματος τιτανίου οδηγούν σε αργή αγωγιμότητα θερμότητας κατά τη διάρκεια της λείανσης και η θερμότητα είναι εύκολο να συσσωρευτεί στην περιοχή τόξου λείανσης, η οποία επιδεινώνει περαιτέρω την αύξηση της θερμοκρασίας της περιοχής λείανσης.
▲ Επεξεργασία εξώθησης
Κατά την εξώθηση των κραμάτων τιτανίου και τιτανίου, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι η θερμοκρασία εξώθησης είναι αρκετά υψηλή και η ταχύτητα εξώθησης είναι αρκετά γρήγορη για να αποτρέψει την πτώση της θερμοκρασίας πολύ γρήγορα. Ταυτόχρονα, ο χρόνος επαφής μεταξύ του Billet υψηλής θερμοκρασίας και της μήτρας πρέπει να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο, επομένως συνιστάται να χρησιμοποιήσετε νέα υλικά ανθεκτικών στη θερμότητα. Κατά τη μεταφορά του μπιλιάρδου, η ταχύτητα από τον φούρνο θέρμανσης στο βαρέλι εξώθησης πρέπει επίσης να είναι αρκετά γρήγορη. Επιπλέον, δεδομένου ότι το μέταλλο μπορεί να μολυνθεί από αέριο κατά τη διάρκεια της θέρμανσης και της εξώθησης, πρέπει να ληφθούν κατάλληλα προστατευτικά μέτρα.

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξώθησης, είναι ζωτικής σημασίας να επιλέξετε ένα κατάλληλο λιπαντικό για να αποφευχθεί η παρακέντηση του πεθαίνουν. Για παράδειγμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι όπως η εξώθηση σακάκι και η εξώθηση λίπανσης γυαλιού. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η θερμική επίδραση παραμόρφωσης των κραμάτων τιτανίου και τιτανίου είναι μεγάλη και η θερμική αγωγιμότητα είναι φτωχή, οπότε πρέπει να ληφθεί ιδιαίτερη προσοχή για την πρόληψη της υπερθέρμανσης κατά την παραμόρφωση της εξώθησης.
▲ Σφυρηλάτηση και χύτευση
Από την άλλη πλευρά, τα κράματα τιτανίου είναι πολύ ευαίσθητα στις παραμέτρους της διαδικασίας σφυρηλάτησης. Οι αλλαγές στη θερμοκρασία σφυρηλάτησης, η ποσότητα παραμόρφωσης, η ταχύτητα παραμόρφωσης και η ταχύτητα ψύξης θα επηρεάσουν σημαντικά τη μικροδομή και τις ιδιότητες των κραμάτων τιτανίου. Προκειμένου ο καλύτερος έλεγχος της μικροδομής και των ιδιοτήτων των σφυρηλάτων, οι προχωρημένες τεχνολογίες σφυρηλάτησης, όπως η σφυρηλάτηση με καυτή μήτρα και η ισοθερμική σφυρηλάτηση, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην παραγωγή κραμάτων τιτανίου τα τελευταία χρόνια.

Λόγω της υψηλής χημικής δραστηριότητας των κραμάτων τιτανίου και τιτανίου, είναι επιρρεπείς σε βίαιες χημικές αντιδράσεις με άζωτο, οξυγόνο και άλλα στοιχεία στον αέρα και επίσης αντιδρούν με ανθεκτικά υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως στη διαδικασία χύτευσης. Ως εκ τούτου, η χύτευση των κραμάτων τιτανίου και τιτανίου, ιδιαίτερα της χύτευσης επενδύσεων, είναι πολύ πιο δύσκολη από την επένδυση από αλουμίνιο και χάλυβα. Στις πρώτες μέρες της χύτευσης τιτανίου, δεδομένου ότι η ανάπτυξη της τεχνολογίας χύτευσης δεν ήταν τόσο καλή όσο η τεχνολογία επεξεργασίας πίεσης, τα κράματα τιτανίου μεσαίας αντοχής με ορισμένη παραμόρφωση, όπως το Ti6Al4V και το Ti5Al2.5SN, χρησιμοποιήθηκαν κυρίως ως υλικά κράματος χύτευσης. Αυτά τα κράματα εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα. Ωστόσο, με την πρόοδο της τεχνολογίας χύτευσης τιτανίου και της βελτίωσης των απαιτήσεων απόδοσης για τα κράματα τιτανίου χυτοσίδηρο, ειδικά η αυξανόμενη πολυπλοκότητα των δομών χύτευσης, η αρχική άποψη ότι "όλα τα παραμορφωμένα κράματα τιτανίου είναι κατάλληλα για χύτευση" δεν ισχύει πλέον.

Συνοπτικά, παρόλο που τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική και σε άλλους τομείς λόγω της εξαιρετικής τους απόδοσης, η αποδοτικότητα της επεξεργασίας και το κόστος παραγωγής εξακολουθούν να περιορίζουν το πεδίο εφαρμογής τους. Με την ανακάλυψη της τεχνολογίας τήξης τιτανίου και της μείωσης των τιμών, θα κυκλοφορήσει περαιτέρω το δυναμικό εφαρμογής του τιτανίου στην πολιτική βιομηχανία. Ειδικά στους τομείς της ναυπηγικής, κατασκευής αυτοκινήτων, χημικής βιομηχανίας, ηλεκτρονικών, θαλάσσιας ανάπτυξης κ.λπ., η εφαρμογή του τιτανίου θα προωθήσει την ταχεία ανάπτυξη. Ταυτόχρονα, αυτό θα προωθήσει επίσης τη συνεχή πρόοδο της βιομηχανίας τιτανίου και της τεχνολογίας επεξεργασίας τιτανίου.

Μπορούμε να παρέχουμε προϊόντα υψηλής ποιότητας, καλή εξυπηρέτηση και ανταγωνιστική τιμή. Έχουμε δεσμευτεί να παράγουμε προϊόντα χαλκού υψηλής ποιότητας, όπως σωλήνες χαλκού, καλώδια χαλκού, πλάκες χαλκού, λωρίδες χαλκού, ράβδους χαλκού και άλλα προϊόντα χαλκού.

Mob: +8615824687445

E-mail:sales@gneesteel.com

Skype: MMKelly1314

WhatsApp/WeChat: +86 15824687445