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鈦加工件在機械制造業中占有重要地位!

       鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優點,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,航空航天業消耗的鈦材料約占全球生產總量的42%,并且從現在到2010年,預計對鈦材料的需求將繼續以兩位數的速度增長。新一代飛機需要充分利用鈦合金提供的性能,無論是商用機還是軍用機市場,都正在推動對鈦合金的需求。波音787、空客A380、F-22猛禽戰斗機、F-35聯合攻擊戰斗機(也稱為閃電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。隨著飛機機身越來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,因此加工一個鈦合金工件需要花費的時間約為加工鋼件的4倍。為了滿足航空制造業對鈦合金加工日益增長的需求,制造商需要增加生產能力,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始的,直到80%的材料被去除而獲得最終的工件外形。

       隨著航空零部件市場的快速增長,制造商們已經感到力不從心,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。一些航空制造業的領軍企業甚至公開質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。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鈦合金不能進行熱處理,但通常具有良好的可焊接性;a-b鈦合金可進行熱處理,大多數也具有可焊接性;b和準b鈦合金完全能進行熱處理,且一般也具有可焊接性。

       鈦加工件在機械制造業中占有很重要地位,鈦合金材料的切削加工一直是當前加工工藝技術的難點。為了滿足航空航天對于鈦合金工件日益增長的需求,我國的鈦合金切削加工必須有長足的進步。在基于國內的材料、機床和管理等條件基礎上,進一步加強鈦合金材料加工工藝路線的優化、加工參數的優選,提高加工效率和產品質量,是推動國內鈦合金產業和航空航天工業發展的重要因素。


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