鈦加工件在機械制造業(yè)中占有重要地位!
鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優(yōu)點(diǎn),是理想的航天工程結構材料。在許多航空航天應用中,鈦及其合金正在取代傳統的鋁合金。如今,航空航天業(yè)消耗的鈦材料約占全球生產(chǎn)總量的42%,并且從現在到2010年,預計對鈦材料的需求將繼續以?xún)晌粩档乃俣仍鲩L(cháng)。新一代飛機需要充分利用鈦合金提供的性能,無(wú)論是商用機還是軍用機市場(chǎng),都正在推動(dòng)對鈦合金的需求。波音787、空客A380、F-22猛禽戰斗機、F-35聯(lián)合攻擊戰斗機(也稱(chēng)為閃電Ⅱ)等新機型都采用了大量鈦合金材料。鈦合金材料的優(yōu)勢鈦合金具有高強度、高斷裂韌性以及良好的抗腐蝕性和可焊接性。隨著(zhù)飛機機身越來(lái)越多地采用復合材料結構,鈦基材料用于機身的比例也將日益增大,因為鈦與復合材料的結合性能遠遠優(yōu)于鋁合金。例如:與鋁合金相比,鈦合金可使機身結構的壽命提高60%。
由于鈦合金比普通合金鋼的加工更為困難,因此通常認為鈦合金屬于難加工材料。典型鈦合金的金屬去除率僅為大多數普通鋼或不銹鋼的25%左右,因此加工一個(gè)鈦合金工件需要花費的時(shí)間約為加工鋼件的4倍。為了滿(mǎn)足航空制造業(yè)對鈦合金加工日益增長(cháng)的需求,制造商需要增加生產(chǎn)能力,因此需要更好地理解鈦合金加工策略的有效性。典型的鈦合金工件的加工是從鍛造開(kāi)始的,直到80%的材料被去除而獲得最終的工件外形。
隨著(zhù)航空零部件市場(chǎng)的快速增長(cháng),制造商們已經(jīng)感到力不從心,加上因鈦合金工件加工效率較低而增加的加工需求,導致鈦合金加工能力明顯處于緊張狀態(tài)。一些航空制造業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)甚至公開(kāi)質(zhì)疑現有的機械加工能力能否完成全部新型鈦合金工件的加工任務(wù)。由于這些工件通常是由新型合金制成,因此需要改變加工方式和刀具材料。鈦合金Ti-6Al-4V鈦合金有三種不同的結構形式:a鈦合金、a-b鈦合金和b鈦合金。商用純鈦和a鈦合金不能進(jìn)行熱處理,但通常具有良好的可焊接性;a-b鈦合金可進(jìn)行熱處理,大多數也具有可焊接性;b和準b鈦合金完全能進(jìn)行熱處理,且一般也具有可焊接性。
鈦加工件在機械制造業(yè)中占有很重要地位,鈦合金材料的切削加工一直是當前加工工藝技術(shù)的難點(diǎn)。為了滿(mǎn)足航空航天對于鈦合金工件日益增長(cháng)的需求,我國的鈦合金切削加工必須有長(cháng)足的進(jìn)步。在基于國內的材料、機床和管理等條件基礎上,進(jìn)一步加強鈦合金材料加工工藝路線(xiàn)的優(yōu)化、加工參數的優(yōu)選,提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量,是推動(dòng)國內鈦合金產(chǎn)業(yè)和航空航天工業(yè)發(fā)展的重要因素。