סגסוגת טיטניום: מאפיינים, אתגרי עיבוד ויישומים עתידיים

סגסוגת טיטניום, חומר עם חוזק ספציפי גבוה, תכונות מכניות מצוינות ועמידות בפני קורוזיה, תמיד היה בחירה אידיאלית לייצור מטוסים ומנועים. עם זאת, יכולות הכבוד הגרוע שלה כבר מזמן הייתה הגורם העיקרי המגביל את היישום הנרחב שלו. עם זאת, עם ההתקדמות המתמשכת של טכנולוגיית העיבוד, שדה היישום של סגסוגת טיטניום הורחב באופן משמעותי, וכעת הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור רכיבים מרובים של מנועי מטוסים וחלקי מסגרת מבניים. בשלב הבא נחקור את המאפיינים הייחודיים של סגסוגות טיטניום ותכונות העיבוד הקשורות להן.

▲ מאפייני סגסוגות טיטניום וטיטניום
סגסוגות טיטניום וטיטניום מציגות מאפיינים מצוינים רבים, בעיקר כולל:

חוזק גבוה וקשיות: חוזק המתיחה של סגסוגת טיטניום גבוה כמו 686-1176MPA, בעוד שצפיפותו היא רק כ- 60% מהפלדה, כך שיש לה חוזק ספציפי גבוה. הקשיות של סגסוגת טיטניום מבולבלת מגיעה ל- HRC 32-38, ומראה את יתרון הקשיות שלה.

מודולוס אלסטי נמוך: המודולוס האלסטי של סגסוגת טיטניום מבולבלת הוא 1.078 × 10-1.176 × 10MPa, שהוא כמחצית מזה של פלדה ופלדת אל חלד. תכונה זו מקששת יותר כאשר היא נתונה להשפעה.

ביצועים מעולים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה: סגסוגת טיטניום יכולה לשמור על תכונות מכניות מצוינות בטמפרטורות גבוהות, עמידות החום שלה טובה בהרבה מזו של סגסוגת אלומיניום, וטווח הטמפרטורה שלו הוא רחב. טמפרטורת העבודה של סגסוגת הטיטניום החדשה העמידה בחום יכולה אפילו להגיע ל -550-600 מעלות. בסביבה בטמפרטורה נמוכה, חוזק סגסוגת טיטניום משופר תוך שמירה על קשיחות טובה, למשל, הוא עדיין יכול לשמור על קשיחות מצוינת ב -253 מעלות.

עמידות בפני קורוזיה מעולה: טיטניום יכול ליצור במהירות סרט תחמוצת טיטניום צפופה באוויר מתחת ל -550 מעלות, ולהעניק לו עמידות בפני קורוזיה מצוינת בתקשורת מחמצנת כמו אטמוספרה, מי ים, חומצה חנקתית וחומצה גופרתית, ואלקלי חזק.

▲ ביצועי עיבוד של סגסוגות טיטניום וטיטניום
בעת עיבוד סגסוגות טיטניום, יש לקחת בחשבון באופן מלא את מאפייניו ומאפייניו במהלך החיתוך. מומלץ להשתמש בכלי קרביד, כמו טונגסטן-קובלט קרביד, בגלל הזיקה הכימית הנמוכה שלו לסגסוגת טיטניום, מוליכות תרמית טובה וחוזק גבוה. לחיתוך לסירוגין במהירות נמוכה, ניתן לבחור קרביד אולטרה-דגני עם עמידות בפני השפעה; בעוד פלדה במהירות גבוהה עם ביצועים מעולים בטמפרטורה גבוהה מתאימה ליצירת כלים מורכבים.

▲ תהליך חיתוך
השתמש בזווית מגרפה קטנה יותר ובזווית אחורית גדולה יותר, שיכולה להגדיל את אורך המגע בין השבב לפנים הכלי הקדמי, ובכך להפחית את החיכוך בין חומר העבודה לפנים הכלי האחורי. חלק הקצה מאמץ קצה מעבר קשת כדי לשפר את הכוח ולמנוע שריפה ושבב בפינות חדות. יחד עם זאת, חשוב מאוד לשמור על הלהב חד כדי להבטיח הסרת שבבים חלקה ולהימנע מהסדוק שנגרם כתוצאה מהדבקת שבבים. במהלך תהליך החיתוך יש לבחור מהירות חיתוך נמוכה יותר כדי למנוע את טמפרטורת החיתוך להיות גבוהה מדי. קצב ההזנה צריך להיות בינוני. יותר מדי עלול לגרום לשריפת כלים, בעוד שמעט מדי עלול לגרום לבלאי מהיר בגלל הלהב העובד בשכבה המוקשה. ניתן להגדיר את עומק החיתוך גדול יותר כך שהקצה יעבוד מתחת לשכבה המוקשה, המסייע בשיפור עמידות הכלי. בנוסף, יש להשתמש בנוזל קירור באופן מלא לקירור במהלך העיבוד.

▲ טחינה
בעת חיתוך סגסוגת טיטניום, בגלל ההתנגדות הגדולה לחיתוך, על מערכת התהליכים להיות בעלי קשיחות מספקת. יחד עם זאת, מכיוון שקל לעוות את סגסוגת טיטניום, כוח ההידוק לא צריך להיות גדול מדי במהלך תהליך החיתוך, במיוחד בתהליכי גימור מסוימים, ותומכי עזר אפילו נדרשים כדי להבטיח את דיוק העיבוד במידת הצורך.

בנוסף, סגסוגת טיטניום עומדת בפני סדרת אתגרים בטחינה. תכונותיה הכימיות פעילות, וקל להיות זיקה ולהקפיד על שוחקים בטמפרטורות גבוהות, מה שיגרום לחסימת גלגל שחיקה, ללבוש מוגבר ולביצועי השחיקה המופחתים. במקביל, שחיקת גלגל השחיקה תגדיל גם את שטח המגע בין גלגל השחיקה לחומר העבודה, יחמיר את תנאי פיזור החום ויגרום לטמפרטורת שטח הטחינה לעלות בחדות, וכתוצאה מכך סדקים טחינה וכוויות מקומיות. בנוסף, חוזק וקשיחות הגבוה של סגסוגת טיטניום מקשים גם על הפרדת שבבי השחיקה במהלך תהליך הטחינה, מגדילים את כוח השחיקה והגדילו את צריכת הכוח השחזה. בנוסף, המוליכות התרמית הנמוכה והחום הספציפי הקטן של סגסוגת טיטניום מובילים להולכת חום איטית במהלך הטחינה, וקל לצבור חום באזור קשת השחיקה, מה שמחמיר עוד יותר את העלייה בטמפרטורת שטח הטחינה.
▲ עיבוד שחול
כאשר מחליפים סגסוגות טיטניום וטיטניום, יש צורך להבטיח שטמפרטורת ההחלישה גבוהה מספיק ומהירות ההחזר מהירה מספיק כדי למנוע את ירידת הטמפרטורה מהר מדי. יחד עם זאת, יש לקצר את זמן המגע בין בילט הטמפרטורה הגבוהה למות ככל האפשר, ולכן מומלץ להשתמש בחומרים חדשים עמידים בחום. בעת העברת החוברת, המהירות מתנור החימום לחבית ההחלישה צריכה להיות גם מספיק מהירה. בנוסף, מכיוון שהמתכת עשויה להיות מזוהמת על ידי גז במהלך חימום ושחול, יש לנקוט באמצעי מגן מתאימים.

במהלך תהליך שחול, חיוני לבחור חומר סיכה מתאים למניעת הדבקות במות. לדוגמה, ניתן להשתמש בשיטות כמו שחול ז'קט ושחזור שימון זכוכית. יש לציין כי ההשפעה התרמית העיוות של סגסוגות טיטניום וטיטניום היא גדולה והמוליכות התרמית ירודה, ולכן יש להקפיד על טיפול מיוחד כדי למנוע התחממות יתר במהלך עיוות שחול.
▲ זיוף וליהוק
מצד שני, סגסוגות טיטניום רגישות מאוד לפרמטרים של תהליכי זיוף. שינויים בטמפרטורת הזיוף, כמות העיוות, מהירות העיוות ומהירות הקירור ישפיעו באופן משמעותי על המיקרו -מבנה ותכונותיהם של סגסוגות טיטניום. על מנת לשלוט טוב יותר על המיקרו -מבנה ותכונותיהם של הזיחות, נעשה שימוש נרחב בטכנולוגיות זיוף מתקדמות כמו זיוף מתים חמים וזיוף איזותרמי בייצור זיוף של סגסוגות טיטניום בשנים האחרונות.

בשל הפעילות הכימית הגבוהה של סגסוגות טיטניום וטיטניום, הם מועדים לתגובות כימיות אלימות עם חנקן, חמצן ואלמנטים אחרים באוויר, וגם מגיבים עם חומרים עקשן הנפוצים בתהליך הליהוק. לפיכך, הליהוק של סגסוגות טיטניום וטיטניום, במיוחד יציקת השקעות, קשה בהרבה מאשר יציקת השקעות של אלומיניום ופלדה. בימים הראשונים של יציקת טיטניום, מכיוון שפיתוח טכנולוגיית הליהוק לא היה טוב כמו זו של טכנולוגיית עיבוד לחץ, סגסוגות טיטניום בעלות חוזק בינוני עם עיוות מסוים, כמו TI6AL4V ו- TI5AL2.5SN, שימשו בעיקר כחומרי סגסוגת יציקה. סגסוגות אלה עדיין בשימוש נרחב כיום. עם זאת, עם קידום טכנולוגיית הליהוק של טיטניום ושיפור דרישות הביצועים לסגסוגות טיטניום יצוק, במיוחד המורכבות ההולכת וגוברת של מבני היציקה, התפיסה המקורית כי "כל סגסוגות הטיטניום המעוותות מתאימות לליהוק" כבר לא ישים.

לסיכום, למרות שסגסוגות טיטניום נמצאות בשימוש נרחב בתחומי התעופה והחלל האחרים בגלל הביצועים המצוינים שלהם, יעילות העיבוד שלהם ועלויות הייצור שלהם עדיין מגבילות את היקף היישום שלהם. עם פריצת הדרך של טכנולוגיית התכת הטיטניום וירידת המחירים, ישוחרר עוד פוטנציאל היישום של טיטניום בתעשייה האזרחית. במיוחד בתחומי בניית ספינות, ייצור רכב, תעשייה כימית, אלקטרוניקה, פיתוח ימי וכו ', יישום טיטניום יביא לצמיחה מהירה. יחד עם זאת, הדבר יקדם גם את ההתקדמות המתמשכת של תעשיית הטיטניום וטכנולוגיית עיבוד הטיטניום.

אנו יכולים לספק מוצרים באיכות גבוהה, שירות טוב ומחיר תחרותי. אנו מחויבים לייצר מוצרי נחושת באיכות גבוהה כמו צינורות נחושת, חוטי נחושת, צלחות נחושת, רצועות נחושת, מוטות נחושת ומוצרי נחושת אחרים.

המון: +8615824687445

אֶלֶקטרוֹנִי:sales@gneesteel.com

סקייפ: MMKelly1314

WhatsApp/WeChat: +86 15824687445