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TC11鈦棒、TC4鈦棒等鈦合金材料的切削加工特點(diǎn)、刀具選用、切削工藝為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和推力,先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)采用了大量新材料,其結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,加工精度要求越來(lái)越高,對(duì)制造工藝提出了更高的要求。在低溫下,鈦合金的強(qiáng)度反而比在常溫時(shí)增加,且具有良好的韌性,低溫鈦合金在-253℃時(shí)還能保持良好的韌性。在新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高中,制造技術(shù)與材料的貢獻(xiàn)率為50%~70% ;在發(fā)動(dòng)機(jī)減重方面,制造技術(shù)和材料的貢獻(xiàn)率占70%~80%,這也充分表明先進(jìn)的材料和工藝是航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn) 減重、增效、改善性能的關(guān)鍵。
鈦合金材料因比強(qiáng)度高、密度小、耐腐蝕、耐高溫和焊接性好等優(yōu)異性能,在航空領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。基于上述優(yōu)點(diǎn),TC11鈦棒、TC4鈦棒等鈦合金材料成一些零部件的材料。
TC4鈦合金材料的優(yōu)異性能
鈦合金抗蝕性能優(yōu)異,密度小,疲勞強(qiáng)度和抗裂紋擴(kuò)展能力好,在航空、航天、汽車(chē)、造船、能源等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。鈦的優(yōu)良耐蝕性及良好的比強(qiáng)度,使鈦管比其他傳統(tǒng)金屬材料管件制作的產(chǎn)品更薄,換熱效果更好。
TC4鈦合金是目前應(yīng)用廣泛的鈦合金之一,它的強(qiáng)度高,耐蝕性好,但目前國(guó)內(nèi)外無(wú)縫鈦管市場(chǎng)上很難見(jiàn)到TC4材質(zhì)的無(wú)縫鈦管。TC4鈦材主要以板材為主,市場(chǎng)上的TC4管材以熱擠壓或斜穿孔等方法生產(chǎn)的高強(qiáng)度厚壁管為主。
造成目前這種現(xiàn)狀的主要原因是TC4鈦合金的強(qiáng)度高,冷軋成形難度大。為解決TC4無(wú)縫管冷軋成形的關(guān)鍵技術(shù),校企聯(lián)合進(jìn)行了系列研究。如采用直接冷軋成形工藝生產(chǎn)高強(qiáng)度鈦合金管材,不僅大大降低生產(chǎn)成本,同時(shí)可滿(mǎn)足對(duì)鈦合金應(yīng)用場(chǎng)合的要求。
鈦管主要分為無(wú)縫管和焊管。目前,市場(chǎng)上生產(chǎn)的鈦無(wú)縫管一般采用冷軋真空退火工藝,鈦錠鍛造成管坯,管坯經(jīng)過(guò)多道次軋制和退火處理,終形成鈦管。軋制Q值對(duì)管材內(nèi)表面質(zhì)量的影響根據(jù)管材的軋制理論,在軋制過(guò)程中Q值(相對(duì)減壁量與相對(duì)減徑量比值)對(duì)管材內(nèi)表面質(zhì)量有很大的影響。在管坯的生產(chǎn)中,主要分為兩個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。一種方法是鉆出管坯用于生產(chǎn)。以這種方式,鈦金屬被消耗,管坯的壁厚是均勻的,并且適當(dāng)?shù)牟A?rùn)滑劑用于擠出。關(guān)鍵是需要噸位較大的擠出機(jī),設(shè)備投資大;另一種方法是常用于鋼管生產(chǎn)的交叉軋制和穿孔方法。該方法鈦金屬消耗量低,管坯的厚度公差略大,穿孔。在此過(guò)程中,有時(shí)它不會(huì)磨損,并且頭部卡在坯料中。這是當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)中值得研究的技術(shù)問(wèn)題。