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    钛合金材料的磨削锻造及深孔钻削加工工艺

    发布时间 :2022-02-12 06:52:26 浏览次数 :

    引言

    钛合金作为航天行业主要应用的材料之一,其重量轻盈但强度极高,密度为4.4kg/m3。钛合金材料具备极高的强度,可承受髙温、防腐蚀等。钛合金可以进行完美的焊接工作,因此广泛应用于航天行业。 目前,飞机发动机的制造更是合理应用了钛合金材料。钛合金材料科学、合理的使用,有效保障了航天行业的安全、快速发展。

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    1、钛合金磨削加工技术

    钛合金的性能较为全面,有着极高的稳定性。同时,钛合金材料有着可塑性与韧性,在热压力加工中优势明显。

    钛合金与钢材相比,其强度不相上下,且钛合金有着极高的抗腐蚀性。钛合金的密度4.5g/cm3, 确定了其重量轻的特性。在锻造加工中,钛合金更可以经受多次锻打。因此, 航天行业对钛合金材料的应用极为广泛。飞机的发动机制造要求极高,材料的选择需要轻重量、高强度与防腐蚀等特性,钛合金材料完美具备这些特点。此外,在未来战机的制造中,钛合金的整体使用,可以极大提高战机的重量与强度,保障我国军事力量的强盛。 目前,我国钛合金的种类主要分为三种:α + β 钛合金、α钛合金与β钛合金。

    钛合金的构造主要有碳、氢、氧、氮、硅与铁等元素。元素之间彼此进行不断反应,使得元素彼此以间隙形式存在于晶格中,使得钛合金的强度增加、可塑性降低,严重时导致钛合金的整体素质显著降低。钛材料的熔点为1668°C , 沸点高达3400℃, 明显比铁与镍高。所以,钛的耐热性较于其他材料优势明显。钛合金可以在500°C 进行长久工作,而新型的钛合金可以在更高的温度中长久工作。

    钛合金与铝合金可在300?350°C 中工作,但钛合金的强度是铝合金的10倍。然而,钛合金在高温中有着极高的化学性质,当磨削温度达到一定程度时,钛会自主形成?;つ?,

    降低钛合金的性能,提升钛合金加工难度,导致钛合金的加工质量不能符合规定的标准。

    2、钛合金锻造工艺优化

    运用外力将钛金属坯料进行加工,全新塑造钛合金的形状、尺寸与性能,确保钛合金性能可以符合一些机械零件的使用要求。对于锻件与乳制型材中使用的钛合金,大部分运用变形钛合金,即合理变形锻造钛合金,以保障钛合金的性能符合各种设备的使用要求。如果钛合金的使用不进行规范化的变形锻造,会使钛合金的各项性能出现问题,导致钛合金产品的质量存在极大的隐患。

    钛加工件

    如果要锻造尺寸较小的钛合金锻件,则需要在低温中进行钛合锻造。钛合金在700°C 以下的锻造工作,化学反应较低,可以使钛合金锻造完成后,锻件的表面光滑与尺寸准确。在 700℃以下的钛合金锻造中,需要工作人员对温度与润滑冷却进行严格控制,才能有效保障锻件的准确度。

    钛合金在900? 100℃的锻造中,可以锻造一些形状较为繁琐的大型锻件,锻造出的锻件同样具有较高的准确度。

    钛合金在进行热锻的过程中,其中心会出现极为强烈的变化。因此,钛合金的中心温度最高。工作人员在进行锻造工作时,要将钛合金的中心作为锻造重点,不能连续锤击钛合金的中心区域,以保障钛合金的锻造质量。

    3、钛合金的深孔钻削加工工艺

    钛合金的各项性能较为全面,在各行各业有着极为重要的作用。但是,钛合金加工工序繁琐,尤其是对钛合金进行深孔加工工作,阻碍了钛合金锻件的质量。钛合金在进行深孔钻削工作中,切削过程会产生大量的热量不能得到有效散发,加之目前我国的切削设备较为落后,导致钛合金的深孔钻削工作成为主要难题。

    在进行钛合金切削工作与深孔钻削工作时,难度极大。枪钻为深孔钻削的主要工具之一。在深孔钻削工作中,工作人员要在较高的温度下操作,而枪钻在高温中会出现极为严重的损坏,极大地影响了刀具的使用寿命。 目前,我国的深孔钻削工作还存在极为严重的问题,主要原因是钻杆的长短与粗细不能进行详细匹配。如果钻杆过于细小,会使钻杆振动时钻孔出现明显的偏差,使得钛合金的加工工作质量出现严重问题。

    4、钛合金铣削加工

    加工钛合金时需要进行严格的操作要求,主要是切削设备不能全面满足钛合金加工所需求的特性。钛合金零件铣削工作中,随着切削速度的不断提高,道具出现较高的损害。因为钛合金的粘性大、强度较高,在切削工作时会产生大量热量,却又不能进行有效导热,使钛合金的加工工作出现极高的安全隐患。因此,在钛合金零件的铣削工作中,工作人员要谨记不可以使用过快的速度进行切削。

    钛合金主要应用于高级设备的零件制作,并不是仅仅运用于航天行业,如在许多医疗设备中也同样有许多钛合金构件。尤其是一些高级设备的制造企业中,钛合金的应用更加频繁。因此,钛合金的加工困难更为明显。钛合金的耐热性使其可以全面保留本身的硬度与强度,但切削设备的落后以及切削工作时产生的极高温度,导致钛合金切削工作会使切 削设备出现极高的损坏率,严重影响了设备零件的制造。所以,加强切削设备的性能,是钛合金零件顺利制造的基础。

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    5、结语

    钛合金具有极高的强度、较小的密度、抗腐蚀等优势,成为我国高级设备零件制造的主要材料。但是,我国在钛合金的加工工作中还有许多困难,因此工作人员需要对钛合金的加工方式不断进行革新与完善,创新技术。同时,在钛合金加工中,要科学改善刀具,并合理选择刀具,从而提升钛合金的加工进度和制造零件安全与质量。

    参考文献

    [1] 朱知寿,叶良辰,晓立,等.钛合金材料专家[J].航空制造技术,2015, ( 12) .

    [2] 杨健.民用飞机机体用钛合金的新技术探讨 [ J ] . 航空制造技术, 2014, (13 ) .

    [3] 张国全. 试论钛合金加工工艺新技术 [ J ] . 新材料与新工艺,2016, ( 11 ) .

    [4] 李富长,宋祖铭.钛合金加工工艺技术研究 [J]. 新技术新工艺,2015, ( 5 ) .

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