Công nghệ gia công vật liệu hợp kim titan

Hợp kim titan là vật liệu sản xuất lý tưởng cho máy bay và động cơ vì độ bền riêng cao, tính chất cơ học tốt và khả năng chống ăn mòn, tuy nhiên, do khả năng gia công kém nên ứng dụng của nó đã bị hạn chế trong một thời gian dài.Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ chế biến,hợp kim titanđã được sử dụng rộng rãi trong phần máy nén của động cơ máy bay, vỏ động cơ, thiết bị xả và các bộ phận gia công khác, cũng như sản xuất các khung kết cấu như khung dầm.

Khả năng gia công và nguyên tắc chung của hợp kim titanvật liệu

Theo cấu trúc kim loại, hợp kim titan được chia thành pha α, pha β, pha α + β và tương ứng là TA, TB, TC.Đúc chung, rèn sử dụng sê-ri TA, vật liệu thanh với sê-ri TC.

Đặc điểm và khả năng gia côngvật liệu hợp kim titan

titanhợp kim có những ưu điểm sau so với vật liệu thép hợp kim thông thường:

1. Tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao.Hợp kim titan có mật độ chỉ 4,5g / cm3, nhỏ hơn nhiều so với sắt và độ bền của nó tương đương với thép carbon thông thường.

2. Tính chất cơ học tốt.Với nhiệt độ nóng chảy 1660 ℃, cao hơn sắt và có độ bền nhiệt cao hơn.Chúng có thể hoạt động dưới 550℃, đồng thời cũng cho thấy độ dẻo dai tốt hơn ở nhiệt độ thấp.

3. Chống ăn mòn tốt.Nó dễ dàng hình thành màng oxit dày đặc trên bề mặt hợp kim titan dưới 550 ℃, không dễ bị oxy hóa hơn nữa, vì vậy nó có khả năng chống ăn mòn cao đối với khí quyển, nước biển, hơi nước và một số môi trường axit, kiềm và muối.

Khả năng gia công của hợp kim titan tương đối kém, nguyên nhân chính là:

• Dẫn nhiệt kém.Do nhiệt độ cắt cao nên độ bền của dao giảm.Khi nhiệt độ trên 600 ℃, lớp cứng bị oxy hóa được hình thành trên bề mặt, có tác dụng mài mòn mạnh trên dao.
• Độ dẻo thấp, độ cứng cao.Góc cắt tăng, chiều dài tiếp xúc giữa phoi và mặt cắt phía trước nhỏ, ứng suất của mặt cắt phía trước lớn và lưỡi dao dễ bị hỏng.
• Mô đun đàn hồi thấp và biến dạng đàn hồi lớn.Bề mặt phôi gần mặt dao cắt phía sau có lượng bật lại lớn, do đó bề mặt gia công có diện tích tiếp xúc lớn với mặt dao cắt phía sau, gây mài mòn nghiêm trọng.

Những đặc điểm này làm cho việc gia công hợp kim titan rất khó khăn, dẫn đến hiệu quả gia công thấp và tiêu thụ dụng cụ lớn.

Nguyên tắc chung của gia công

• Càng nhiều càng tốt, chọn các công cụ hợp kim cứng, chẳng hạn như hợp kim cứng coban vonfram.Ái lực hóa học nhỏ với hợp kim titan, dẫn nhiệt tốt, độ bền cao.
• Góc trước nhỏ và Góc sau lớn được sử dụng để tăng chiều dài tiếp xúc giữa phoi và mặt dụng cụ phía trước, đồng thời giảm ma sát giữa phôi và mặt dụng cụ phía sau.Cạnh chuyển tiếp vòng cung được sử dụng để cải thiện độ bền của đầu dụng cụ, để tránh hiện tượng cháy và xẹp cạnh của Góc sắc nét.
• Giữ cho lưỡi dao sắc bén để đảm bảo quá trình loại bỏ phoi trơn tru và tránh phoi bị dính.
• Tốc độ cắt phải thấp để tránh nhiệt độ cắt quá cao.
• Chiều sâu cắt có thể lớn, do đó đầu dao hoạt động bên dưới lớp tôi cứng, giúp cải thiện độ bền của dao.