Thảo luận và ứng dụng sản xuất và gia công rèn hợp kim titan hàng không

Bước sang thế kỷ 21, ngành hàng không vũ trụ đã cho thấy triển vọng phát triển rộng lớn hơn. Các hoạt động hàng không vũ trụ cấp cao hoặc cực cao sẽ diễn ra thường xuyên hơn, vai trò của nó sẽ vượt xa bản thân lĩnh vực khoa học và công nghệ, đồng thời sẽ có tác động đến chính trị, kinh tế, quân sự và thậm chí cả đời sống xã hội loài người. Hiệu ứng rộng hơn và sâu rộng hơn.

 

Cần chỉ ra rằng những thành tựu to lớn của ngành hàng không vũ trụ không thể tách rời khỏi sự phát triển và đột phá của công nghệ vật liệu hàng không vũ trụ, và hợp kim titan có vị trí không thể thay thế trong lĩnh vực hàng không vũ trụ nhờ những ưu điểm như độ bền cao và chất lượng bề mặt nhẹ.

 

Rèn titan lớp 5thường yêu cầu xử lý nhiệt lão hóa dung dịch để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về độ bền cắt 660MPa và độ bền kéo 1100MPa.

 

Các ốc vít làm bằng hợp kim titan cần được kiểm tra chi tiết. Ngoài việc quan sát xem có hư hỏng bề ngoài hay không, việc kiểm tra tính chất cơ học và luyện kim cũng cần được thực hiện. Ốc vít hợp kim titan có tiêu chuẩn vật liệu, chất lượng, tiêu chuẩn và yêu cầu nghiêm ngặt. ,

Các điều kiện kỹ thuật gia công của ốc vít hợp kim titan phải tuân thủ các yêu cầu liên quan được đề xuất trong tiêu chuẩn AMS4967 (dây, ủ, rèn và vòng, thanh hợp kim titan xử lý nhiệt). Có các yêu cầu tiêu chuẩn rõ ràng và yêu cầu về hiệu suất về pha, hình thức, kiểm soát khuyết tật và tính chất cơ học.

 

1. Các vấn đề trong quá trình gia công ốc vít hợp kim titan

 

Vấn đề ăn mòn. Khi lắp đặt các ốc vít bằng hợp kim titan, rất dễ hình thành một khe hở nhất định, do đó lớp phủ bề mặt sẽ chảy vào giữa các đợt không khí của kim loại, khiến cho các ốc vít dễ bị hư hỏng trong quá trình sản xuất. Trong quá trình sử dụng tiếp theo, độ chặt của kết nối sẽ bị ảnh hưởng. Lý do chính cho khả năng chống ăn mòn của vật liệu hợp kim titan là có một lớp màng oxit bảo vệ trên bề mặt của nó. Lớp màng này có thể bảo vệ hiệu quả hợp kim titan bên trong vật liệu khỏi quá trình oxy hóa, từ đó cải thiện khả năng chống ăn mòn của vật liệu hợp kim titan.

 

Các vấn đề trong quá trình xử lý chuyển. Vật liệu hợp kim titan khó gia công và có độ dẫn nhiệt kém. Nhiệt sinh ra trong quá trình gia công không khuếch tán qua bộ phận và cấu trúc máy mà tập trung ở vùng cắt, nơi có độ nhạy khía mạnh, có thể dẫn đến sứt mẻ và biến dạng; trong khi lưỡi cắt bị cùn thậm chí còn tạo ra nhiệt cao hơn Và giảm tuổi thọ dụng cụ hơn nữa. Nhiệt độ cao sinh ra trong quá trình cắt cũng sẽ khiến phôi gia công bị cứng liên tục. Hiện tượng này sẽ ảnh hưởng đến tính toàn vẹn bề mặt của titan và có thể dẫn đến độ chính xác hình học của bộ phận không chính xác và làm giảm nghiêm trọng độ bền mỏi của nó. Nhìn chung, trong điều kiện gia công cơ khí hợp lý thì quá trình tiện không gặp khó khăn. Nếu dùng để sản xuất hàng loạt, cắt liên tục, cắt với lượng kim loại loại bỏ tương đối lớn thì cần sử dụng dụng cụ cacbua xi măng; và để tạo hình cắt hay cắt phải sử dụng dụng cụ bằng thép. Thực hiện các điều chỉnh hợp lý và sử dụng dao gốm kim loại nếu cần thiết.

 

Độ chính xác gia công của ốc vít hợp kim titan. Yêu cầu về độ chính xác đối với máy móc sẽ cao hơn. Trong quá trình sản xuất cơ khí, do dụng cụ ở trạng thái hao mòn trong mỗi quá trình sản xuất và được hiệu chỉnh theo chương trình nên mật độ ốc vít hợp kim titan cao hơn và dụng cụ dễ bị mòn trong quá trình gia công. Ở trạng thái này, dao vẫn được xử lý theo chương trình, điều này dễ khiến độ chính xác của các bộ phận nhỏ gọn bị ảnh hưởng trong quá trình xử lý. Nếu độ chính xác của ốc vít không được kiểm soát chặt chẽ trong phạm vi lỗi trong toàn bộ quá trình xử lý, hợp kim titan và các vật liệu khác không thể được kết nối chặt chẽ trong quá trình sử dụng, điều này sẽ ảnh hưởng nhất định đến lần sử dụng tiếp theo. Độ chính xác của ốc vít hợp kim titan trong quá trình gia công sản xuất là một vấn đề lớn cần được khắc phục trong quá trình sản xuất. Ví dụ, sản phẩm thủ công dây buộc trong hình là sản phẩm được sản xuất trong xưởng sản xuất có độ chính xác cao và hiệu suất kết nối của sản phẩm này tốt hơn.

 

2. Bí quyết công nghệ gia công ốc vít hợp kim titan

 

Áp dụng các hạt dao hình học góc dương để giảm lực cắt, nhiệt cắt và biến dạng của phôi; giữ cho lưỡi cắt của hạt dao luôn sắc bén, dụng cụ cùn là nguyên nhân gây tích tụ nhiệt và mài mòn, dễ dẫn đến hỏng dụng cụ.

 

Giữ nguồn cấp dữ liệu liên tục để tránh làm cứng phôi. Trong quá trình cắt, dụng cụ phải luôn ở trạng thái nạp. Ae cắt xuyên tâm phải bằng 30% bán kính trong quá trình phay.

 

Chất lỏng cắt áp suất cao và dòng chảy lớn được sử dụng để đảm bảo độ ổn định nhiệt của quá trình gia công và ngăn ngừa bề mặt phôi bị thoái hóa và hư hỏng dụng cụ do nhiệt độ quá cao.

 

Cố gắng xử lý hợp kim titan ở trạng thái mềm nhất, vì vật liệu trở nên khó xử lý hơn sau khi đông cứng và xử lý nhiệt giúp cải thiện độ bền của vật liệu.

 

Lao vào với bán kính mũi lớn hoặc vát cạnh để đưa càng nhiều lưỡi cắt vào vết cắt càng tốt. Điều này có thể làm giảm lực cắt và nhiệt tại mỗi điểm và ngăn ngừa hiện tượng gãy cục bộ. Khi phay hợp kim titan, trong số các thông số cắt, tốc độ cắt có ảnh hưởng lớn nhất đến tuổi thọ dụng cụ vc, tiếp theo là lượng cắt hướng tâm (độ sâu phay) ae.

 

3. Ứng dụng trong hàng không

 

Theo dữ liệu, ốc vít hợp kim titan được sử dụng rộng rãi trên máy bay.

 

Mỗi máy bay C919 do Trung Quốc sản xuất cần khoảng 200,000 miếng ốc vít hợp kim titan và 20 triệu miếng ốc vít hợp kim titan để hoàn thành lô 100 đơn đặt hàng khởi nghiệp đầu tiên.

 

Theo kế hoạch sản xuất hàng năm 150 máy bay lớn vào năm 2018, mỗi năm cần 30 triệu chiếc ốc vít hợp kim titan. Tiềm năng phát triển của ốc vít hợp kim titan là rất lớn và triển vọng phát triển thị trường rất hứa hẹn.

 

Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của ngành hàng không vũ trụ Trung Quốc, nhu cầu về ốc vít hàng không đã tăng lên đáng kể.

 

Ngoài ra, ngành sản xuất máy bay cỡ lớn của Trung Quốc đã đạt được tiến bộ lớn. Mặc dù vẫn còn một thời gian nữa trước chuyến bay đầu tiên vào năm 2014, nhưng 100 đơn đặt hàng khởi nghiệp đã nhận được tại triển lãm hàng không vào cuối năm 2010. Việc hoàn thành các đơn hàng này là rất quan trọng. Nhu cầu về ốc vít hợp kim là rất lớn và triển vọng thị trường ốc vít hợp kim titan là rất hứa hẹn.

 

Để đảm bảo thiết bị hàng không vũ trụ bay liên tục và an toàn, yêu cầu đối với ốc vít titan là cực kỳ cao. Đặc biệt, máy bay thương mại sẽ hoạt động từ 20 đến 30 năm sau khi đưa vào khai thác và bay liên tục hơn chục giờ mỗi ngày. Yêu cầu đối với ốc vít thậm chí còn cao hơn tiêu chuẩn hàng không vũ trụ. Ốc vít hợp kim titan có thể đáp ứng các yêu cầu trên.

 

Ngoài ra, ốc vít bằng hợp kim titan có thể giảm đáng kể trọng lượng của máy bay, điều này không chỉ có thể cải thiện hiệu suất của máy bay mà còn giảm chi phí sử dụng. Điều quan trọng nhất là giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.

 

Hiệu suất tuyệt vời như vậy chắc chắn sẽ được sử dụng rộng rãi trong sản xuất máy bay. Vấn đề chính hiện đang cản trở sự phát triển của nó là vật liệu hợp kim titan.

 

Phân tích của ngành máy móc chỉ ra rằng Trung Quốc là một quốc gia sản xuất dây buộc lớn và sản lượng của nước này đã đứng đầu thế giới trong nhiều năm, nhưng Trung Quốc không phải là quốc gia sản xuất dây buộc mạnh.

 

Hầu hết các loại ốc vít sản xuất tại Trung Quốc đều là sản phẩm cấp thấp và có giá trị gia tăng thấp. Thị phần của ốc vít cao cấp như ốc vít hàng không tương đối thấp. Các loại sản phẩm và thông số kỹ thuật rất hạn chế, công nghệ và sản xuất liên quan cần được cải thiện.

 

Việc sử dụng rộng rãi vật liệu hợp kim titan trong những năm gần đây không thể tách rời động lực đổi mới và kế hoạch lớn của đất nước.

 

Khi chi phí xử lý hợp kim titan tiếp tục giảm, ứng dụng của nó trong cấu trúc máy bay sẽ ngày càng mở rộng trong tương lai.

 

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành hàng không Trung Quốc và các yêu cầu về hiệu suất máy bay không ngừng được cải thiện, các ốc vít hàng không vũ trụ hiệu suất cao trong tương lai sẽ yêu cầu độ bền cao hơn, độ bền gãy cao hơn và hiệu suất mỏi cao hơn đối với vật liệu hợp kim titan.