آلیاژ تیتانیوم: ویژگی ها ، چالش های پردازش و برنامه های آینده

آلیاژ تیتانیوم ، ماده ای با استحکام خاص ، خصوصیات مکانیکی عالی و مقاومت در برابر خوردگی ، همواره یک انتخاب ایده آل برای تولید هواپیما و موتور بوده است. با این حال ، ماشینکاری ضعیف آن مدتهاست که عامل اصلی محدود کردن کاربرد گسترده آن بوده است. با این حال ، با پیشرفت مداوم فناوری پردازش ، زمینه کاربرد آلیاژ تیتانیوم به طور قابل توجهی گسترش یافته است ، و اکنون در ساخت چندین مؤلفه موتورهای هواپیما و قطعات قاب ساختاری مورد استفاده قرار می گیرد. در مرحله بعد ، ویژگی های منحصر به فرد آلیاژهای تیتانیوم و خصوصیات پردازش مربوط به آنها را بررسی خواهیم کرد.

▲ ویژگی های آلیاژ تیتانیوم و تیتانیوم
آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم ویژگی های بسیار خوبی را نشان می دهند ، عمدتا از جمله:

استحکام و سختی بالا: مقاومت کششی آلیاژ تیتانیوم به اندازه 686-1176mpa است ، در حالی که چگالی آن تنها در حدود 60 ٪ از فولاد است ، بنابراین از قدرت خاص بالایی برخوردار است. سختی آلیاژ تیتانیوم آنیل شده به HRC 32-38 می رسد و مزیت سختی خود را نشان می دهد.

مدول الاستیک کم: مدول الاستیک آلیاژ تیتانیوم آنیل شده 10-10-176 × 10mpa است که تقریباً نیمی از فولاد و فولاد ضد زنگ است. این ویژگی باعث می شود وقتی در معرض تأثیر قرار گیرد ، آن را سخت تر می کند.

عملکرد عالی درجه حرارت بالا و پایین: آلیاژ تیتانیوم می تواند خواص مکانیکی عالی را در دماهای بالا حفظ کند ، مقاومت در برابر حرارت آن به مراتب بهتر از آلیاژ آلومینیوم است و دامنه دمای کار آن گسترده است. دمای کار آلیاژ جدید تیتانیوم مقاوم در برابر گرما حتی می تواند به 550-600 درجه برسد. در محیط با درجه حرارت پایین ، در حالی که حفظ سختی خوبی دارد ، قدرت آلیاژ تیتانیوم افزایش می یابد ، به عنوان مثال ، هنوز هم می تواند مقاومت بسیار خوبی را در درجه -253 حفظ کند.

مقاومت در برابر خوردگی عالی: تیتانیوم می تواند به سرعت یک فیلم اکسید تیتانیوم متراکم را در هوا زیر 550 درجه تشکیل دهد و مقاومت در برابر خوردگی عالی در محیط اکسیداسیون مانند جو ، آب دریا ، اسید نیتریک و اسید سولفوریک و قلیایی قوی را ایجاد می کند.

▲ عملکرد پردازش آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم
هنگام پردازش آلیاژهای تیتانیوم ، ویژگی ها و ویژگی های آن در طول برش باید کاملاً در نظر گرفته شود. توصیه می شود به دلیل داشتن میل شیمیایی کم آن به آلیاژ تیتانیوم ، هدایت حرارتی خوب و استحکام بالا ، از ابزارهای کاربید مانند کاربید تنگستن-کبالت استفاده کنید. برای برش متناوب با سرعت کم ، کاربید فوق العاده دانه ای با مقاومت در برابر ضربه می تواند انتخاب شود. در حالی که فولاد پر سرعت با عملکرد عالی درجه حرارت بالا برای شکل گیری و ابزارهای پیچیده مناسب است.

▲ فرآیند برش
از یک زاویه کوچکتر و زاویه پشتی بزرگتر استفاده کنید که می تواند طول تماس بین تراشه و صورت ابزار جلو را افزایش دهد و از این طریق اصطکاک بین قطعه کار و صورت ابزار پشت را کاهش می دهد. قسمت نوک برای بهبود قدرت و جلوگیری از سوزاندن و تراشیدن در گوشه های تیز ، یک لبه انتقال قوس را اتخاذ می کند. در عین حال ، نگه داشتن تیغه برای اطمینان از برداشتن تراشه صاف و جلوگیری از تراشه های ناشی از چسباندن تراشه ها بسیار مهم است. در طی فرآیند برش ، باید سرعت برش پایین تر انتخاب شود تا از زیاد بودن دمای برش جلوگیری شود. نرخ خوراک باید متوسط باشد. بیش از حد ممکن است باعث سوزاندن ابزار شود ، در حالی که خیلی کم به دلیل تیغه کار در لایه سخت شده ممکن است باعث سایش سریع شود. عمق برش را می توان بزرگتر کرد به طوری که نوک در زیر لایه سخت شده کار می کند ، که به بهبود دوام ابزار کمک می کند. علاوه بر این ، از خنک کننده باید برای خنک کننده در طول پردازش کاملاً استفاده شود.

▲ سنگ زنی
هنگام برش آلیاژ تیتانیوم ، به دلیل مقاومت زیاد در برابر برش ، سیستم فرآیند باید از استحکام کافی برخوردار باشد. در عین حال ، از آنجا که آلیاژ تیتانیوم به راحتی تغییر شکل می یابد ، نیروی بستن نباید در طی فرآیند برش خیلی بزرگ باشد ، به خصوص در برخی از فرآیندهای پایان ، و پشتیبانی های کمکی حتی برای اطمینان از صحت پردازش در صورت لزوم لازم است.

علاوه بر این ، آلیاژ تیتانیوم با یک سری چالش ها در سنگ زنی روبرو است. خصوصیات شیمیایی آن فعال است ، و به راحتی می توان در دمای زیاد به ساینده و پایبندی به ساینده ها پایبند بود و همین امر باعث انسداد چرخ سنگ ، افزایش سایش و کاهش عملکرد سنگ زنی می شود. در عین حال ، پوشیدن چرخ سنگ زنی همچنین باعث افزایش ناحیه تماس بین چرخ سنگ زنی و قطعه کار می شود ، شرایط اتلاف گرما را بدتر می کند و باعث می شود دمای ناحیه سنگ زنی به شدت افزایش یابد و در نتیجه ترک های سنگ زنی و سوختگی های محلی ایجاد شود. علاوه بر این ، استحکام بالا و سختی آلیاژ تیتانیوم همچنین جدا کردن تراشه های سنگ زنی در طی فرآیند سنگ زنی ، افزایش نیروی سنگ زنی و افزایش مصرف انرژی سنگ زنی را دشوار می کند. علاوه بر این ، هدایت حرارتی کم و گرمای خاص آلیاژ تیتانیوم منجر به کندی آهسته در هنگام سنگ زنی می شود و گرما به راحتی در ناحیه قوس سنگ زنی جمع می شود ، که باعث افزایش بیشتر دمای منطقه سنگ زنی می شود.
andprention پردازش اکستروژن
هنگام اکسترود کردن آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم ، لازم است اطمینان حاصل شود که دمای اکستروژن به اندازه کافی بالا است و سرعت اکستروژن به اندازه کافی سریع است تا از کاهش سریع دما جلوگیری شود. در عین حال ، زمان تماس بین بیل با دمای بالا و قالب باید تا حد امکان کوتاه شود ، بنابراین توصیه می شود از مواد جدید در برابر گرما استفاده کنید. هنگام انتقال بیل ، سرعت حاصل از کوره گرمایش به بشکه اکستروژن نیز باید به اندازه کافی سریع باشد. علاوه بر این ، از آنجا که ممکن است فلز در هنگام گرمایش و اکستروژن توسط گاز آلوده شود ، باید اقدامات محافظتی مناسب انجام شود.

در طی فرآیند اکستروژن ، انتخاب یک روان کننده مناسب برای جلوگیری از چسبیدن به قالب بسیار مهم است. به عنوان مثال می توان از روش هایی مانند اکستروژن ژاکت و اکستروژن روغن کاری شیشه استفاده کرد. لازم به ذکر است که اثر حرارتی تغییر شکل آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم زیاد است و هدایت حرارتی ضعیف است ، بنابراین باید برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد در هنگام تغییر شکل اکستروژن ، مراقبت ویژه ای انجام شود.
▲ جعل و ریخته گری
از طرف دیگر ، آلیاژهای تیتانیوم نسبت به پارامترهای فرآیند بسیار حساس هستند. تغییر در دما ، مقدار تغییر شکل ، سرعت تغییر شکل و سرعت خنک کننده به میزان قابل توجهی بر ساختار و خصوصیات آلیاژهای تیتانیوم تأثیر می گذارد. به منظور کنترل بهتر ریزساختار و خصوصیات بخشش ها ، فن آوری های پیشرفته جعل مانند Forging Hot Die و Forging ایزوترمال به طور گسترده ای در تولید جعل آلیاژهای تیتانیوم در سالهای اخیر مورد استفاده قرار گرفته است.

با توجه به فعالیت شیمیایی بالای آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم ، آنها مستعد واکنش های شیمیایی خشونت آمیز با نیتروژن ، اکسیژن و سایر عناصر موجود در هوا هستند و همچنین با مواد نسوز که معمولاً در فرآیند ریخته گری استفاده می شود ، واکنش نشان می دهند. بنابراین ، ریخته گری آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم ، به ویژه ریخته گری سرمایه گذاری ، بسیار دشوارتر از ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم و فولاد است. در اوایل ریخته گری تیتانیوم ، از آنجا که توسعه فناوری ریخته گری به اندازه فناوری پردازش فشار ، آلیاژهای تیتانیوم با قدرت متوسط با تغییر شکل خاص ، مانند TI6AL4V و TI5AL2.5SN ، عمدتاً به عنوان ریخته گری مواد آلیاژ استفاده می شد. این آلیاژها هنوز هم امروزه مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال ، با پیشرفت فناوری ریخته گری تیتانیوم و بهبود نیازهای عملکرد آلیاژهای تیتانیوم بازیگران ، به ویژه پیچیدگی فزاینده سازه های ریخته گری ، دیدگاه اصلی که "همه آلیاژهای تیتانیوم تغییر شکل برای ریخته گری مناسب هستند" دیگر قابل استفاده نیست.

به طور خلاصه ، اگرچه آلیاژهای تیتانیوم به دلیل عملکرد عالی آنها به طور گسترده در هوافضا و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرند ، اما راندمان پردازش و هزینه های تولید آنها همچنان دامنه کاربرد آنها را محدود می کند. با دستیابی به موفقیت فناوری ذوب تیتانیوم و کاهش قیمت ، پتانسیل کاربرد تیتانیوم در صنعت غیرنظامی بیشتر منتشر می شود. به خصوص در زمینه های کشتی سازی ، تولید خودرو ، صنعت شیمیایی ، الکترونیک ، توسعه دریایی و غیره ، کاربرد تیتانیوم در رشد سریع طغیان خواهد کرد. در عین حال ، این امر پیشرفت مداوم صنعت تیتانیوم و فناوری پردازش تیتانیوم را نیز ارتقا می بخشد.

ما می توانیم محصولات با کیفیت بالا ، خدمات خوب و قیمت رقابتی را ارائه دهیم. ما متعهد به تولید محصولات مس با کیفیت بالا مانند لوله های مس ، سیم های مس ، صفحات مسی ، نوارهای مس ، میله های مس و سایر محصولات مس هستیم.

MOB: +8615824687445

ایمیل:sales@gneesteel.com

اسکایپ: MMKelly1314

WhatsApp/WeChat: +86 15824687445