發(fā)布日期：2022-2-12 11:53:26
引言
鈦合金作為航天行業(yè)主要應(yīng)用的材料之一，其重量輕盈但強(qiáng)度極高，密度為4.4kg/m3。鈦合金材料具備極高的強(qiáng)度，可承受髙溫、防腐蝕等。鈦合金可以進(jìn)行完美的焊接工作，因此廣泛應(yīng)用于航天行業(yè)。 目前，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的制造更是合理應(yīng)用了鈦合金材料。鈦合金材料科學(xué)、合理的使用，有效保障了航天行業(yè)的安全、快速發(fā)展。
1、鈦合金磨削加工技術(shù)
鈦合金的性能較為全面，有著極高的穩(wěn)定性。同時(shí)，鈦合金材料有著可塑性與韌性，在熱壓力加工中優(yōu)勢明顯。
鈦合金與鋼材相比，其強(qiáng)度不相上下，且鈦合金有著極高的抗腐蝕性。鈦合金的密度4.5g/cm3, 確定了其重量輕的特性。在鍛造加工中，鈦合金更可以經(jīng)受多次鍛打。因此， 航天行業(yè)對鈦合金材料的應(yīng)用極為廣泛。飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)制造要求極高，材料的選擇需要輕重量、高強(qiáng)度與防腐蝕等特性，鈦合金材料完美具備這些特點(diǎn)。此外，在未來戰(zhàn)機(jī)的制造中，鈦合金的整體使用，可以極大提高戰(zhàn)機(jī)的重量與強(qiáng)度，保障我國軍事力量的強(qiáng)盛。 目前，我國鈦合金的種類主要分為三種：α + β 鈦合金、α鈦合金與β鈦合金。
鈦合金的構(gòu)造主要有碳、氫、氧、氮、硅與鐵等元素。元素之間彼此進(jìn)行不斷反應(yīng)，使得元素彼此以間隙形式存在于晶格中，使得鈦合金的強(qiáng)度增加、可塑性降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致鈦合金的整體素質(zhì)顯著降低。鈦材料的熔點(diǎn)為1668°C , 沸點(diǎn)高達(dá)3400℃, 明顯比鐵與鎳高。所以，鈦的耐熱性較于其他材料優(yōu)勢明顯。鈦合金可以在500°C 進(jìn)行長久工作，而新型的鈦合金可以在更高的溫度中長久工作。
鈦合金與鋁合金可在300〜350°C 中工作，但鈦合金的強(qiáng)度是鋁合金的10倍。然而，鈦合金在高溫中有著極高的化學(xué)性質(zhì)，當(dāng)磨削溫度達(dá)到一定程度時(shí)，鈦會(huì)自主形成保護(hù)膜，
降低鈦合金的性能，提升鈦合金加工難度，導(dǎo)致鈦合金的加工質(zhì)量不能符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
2、鈦合金鍛造工藝優(yōu)化
運(yùn)用外力將鈦金屬坯料進(jìn)行加工，全新塑造鈦合金的形狀、尺寸與性能，確保鈦合金性能可以符合一些機(jī)械零件的使用要求。對于鍛件與乳制型材中使用的鈦合金，大部分運(yùn)用變形鈦合金，即合理變形鍛造鈦合金，以保障鈦合金的性能符合各種設(shè)備的使用要求。如果鈦合金的使用不進(jìn)行規(guī)范化的變形鍛造，會(huì)使鈦合金的各項(xiàng)性能出現(xiàn)問題，導(dǎo)致鈦合金產(chǎn)品的質(zhì)量存在極大的隱患。
如果要鍛造尺寸較小的鈦合金鍛件，則需要在低溫中進(jìn)行鈦合鍛造。鈦合金在700°C 以下的鍛造工作，化學(xué)反應(yīng)較低，可以使鈦合金鍛造完成后，鍛件的表面光滑與尺寸準(zhǔn)確。在 700℃以下的鈦合金鍛造中，需要工作人員對溫度與潤滑冷卻進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能有效保障鍛件的準(zhǔn)確度。
鈦合金在900〜 100℃的鍛造中，可以鍛造一些形狀較為繁瑣的大型鍛件，鍛造出的鍛件同樣具有較高的準(zhǔn)確度。
鈦合金在進(jìn)行熱鍛的過程中，其中心會(huì)出現(xiàn)極為強(qiáng)烈的變化。因此，鈦合金的中心溫度最高。工作人員在進(jìn)行鍛造工作時(shí)，要將鈦合金的中心作為鍛造重點(diǎn)，不能連續(xù)錘擊鈦合金的中心區(qū)域，以保障鈦合金的鍛造質(zhì)量。
3、鈦合金的深孔鉆削加工工藝
鈦合金的各項(xiàng)性能較為全面，在各行各業(yè)有著極為重要的作用。但是，鈦合金加工工序繁瑣，尤其是對鈦合金進(jìn)行深孔加工工作，阻礙了鈦合金鍛件的質(zhì)量。鈦合金在進(jìn)行深孔鉆削工作中，切削過程會(huì)產(chǎn)生大量的熱量不能得到有效散發(fā)，加之目前我國的切削設(shè)備較為落后，導(dǎo)致鈦合金的深孔鉆削工作成為主要難題。
在進(jìn)行鈦合金切削工作與深孔鉆削工作時(shí)，難度極大。槍鉆為深孔鉆削的主要工具之一。在深孔鉆削工作中，工作人員要在較高的溫度下操作，而槍鉆在高溫中會(huì)出現(xiàn)極為嚴(yán)重的損壞，極大地影響了刀具的使用壽命。 目前，我國的深孔鉆削工作還存在極為嚴(yán)重的問題，主要原因是鉆桿的長短與粗細(xì)不能進(jìn)行詳細(xì)匹配。如果鉆桿過于細(xì)小，會(huì)使鉆桿振動(dòng)時(shí)鉆孔出現(xiàn)明顯的偏差，使得鈦合金的加工工作質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重問題。
4、鈦合金銑削加工
加工鈦合金時(shí)需要進(jìn)行嚴(yán)格的操作要求，主要是切削設(shè)備不能全面滿足鈦合金加工所需求的特性。鈦合金零件銑削工作中，隨著切削速度的不斷提高，道具出現(xiàn)較高的損害。因?yàn)殁伜辖鸬恼承源蟆?qiáng)度較高，在切削工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，卻又不能進(jìn)行有效導(dǎo)熱，使鈦合金的加工工作出現(xiàn)極高的安全隱患。因此，在鈦合金零件的銑削工作中，工作人員要謹(jǐn)記不可以使用過快的速度進(jìn)行切削。
鈦合金主要應(yīng)用于高級設(shè)備的零件制作，并不是僅僅運(yùn)用于航天行業(yè)，如在許多醫(yī)療設(shè)備中也同樣有許多鈦合金構(gòu)件。尤其是一些高級設(shè)備的制造企業(yè)中，鈦合金的應(yīng)用更加頻繁。因此，鈦合金的加工困難更為明顯。鈦合金的耐熱性使其可以全面保留本身的硬度與強(qiáng)度，但切削設(shè)備的落后以及切削工作時(shí)產(chǎn)生的極高溫度，導(dǎo)致鈦合金切削工作會(huì)使切 削設(shè)備出現(xiàn)極高的損壞率，嚴(yán)重影響了設(shè)備零件的制造。所以，加強(qiáng)切削設(shè)備的性能，是鈦合金零件順利制造的基礎(chǔ)。
5、結(jié)語
鈦合金具有極高的強(qiáng)度、較小的密度、抗腐蝕等優(yōu)勢，成為我國高級設(shè)備零件制造的主要材料。但是，我國在鈦合金的加工工作中還有許多困難，因此工作人員需要對鈦合金的加工方式不斷進(jìn)行革新與完善，創(chuàng)新技術(shù)。同時(shí)，在鈦合金加工中，要科學(xué)改善刀具，并合理選擇刀具，從而提升鈦合金的加工進(jìn)度和制造零件安全與質(zhì)量。
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