Gia công hiệu quả các bộ phận máy bay bằng hợp kim titan
|
Hợp kim titan có ưu điểm là mật độ thấp và chống ăn mòn, được sử dụng rộng rãi trong việc chế tạo thân máy bay, nhưng nó dễ bị biến dạng trong quá trình gia công cnc và độ chính xác gia công khó đảm bảo. Do đó, cần phải sử dụng công nghệ hiện đại tiên tiến và cơ sở hạ tầng hoàn thiện để xây dựng các quy trình gia công hiệu quả, và cuối cùng là nâng cao hiệu quả và chất lượng gia công tổng thể thông qua Cơ khí CNC Trang thiết bị. Phân tích chuyên sâu kết hợp với titan gia công hợp kim phương pháp nhằm nâng cao hiệu quả gia công của các bộ phận liên quan |
Là một loại bộ phận vật liệu có độ bền cao, các bộ phận bằng hợp kim titan có giá trị ứng dụng cực kỳ cao trong bộ phận máy bay cánh đồng. Các phương pháp gia công truyền thống không còn phù hợp với yêu cầu sản xuất của các kết cấu máy bay hiện đại. Do đó, việc sử dụng các bộ phận hợp kim titan có thể đáp ứng yêu cầu phát triển máy bay ở mức độ lớn nhất. Các bộ phận hợp kim titan đã được sử dụng rộng rãi trong chế tạo máy bay. Ví dụ: vít và đai ốc có thể được sử dụng để cố định khung thân máy bay lớn hơn và các bộ phận quan trọng như cánh động cơ và hạ cánh bánh có thể được làm bằng vật liệu hợp kim titan.
Các lĩnh vực ứng dụng và ưu điểm của các bộ phận hợp kim titan
1.1 Lĩnh vực ứng dụng các bộ phận hợp kim titan
Lấy máy bay chở khách B777 làm ví dụ. Đúc hợp kim titan được sử dụng trong sản xuất khung lắp máy bay. Có thể thấy, trong chế tạo máy bay dân dụng, công nghệ ứng dụng các bộ phận hợp kim titan đã tương đối thuần thục. Ngoài ra, các chi tiết bằng hợp kim titan cũng có ý nghĩa lớn đối với sự phát triển của ngành hàng không. Ví dụ, công ty Doncasters của Châu Âu sử dụng công nghệ đúc ly tâm để ứng dụng hợp kim titan cho mô-men xoắn phanh.
1.2 ưu điểm ứng dụng của các bộ phận hợp kim titan
Các bộ phận hợp kim titan có những ưu điểm kỹ thuật sau:
- Đầu tiên, không cần sử dụng khuôn trong quá trình đúc;
- Thứ hai, không cần đầu tư nhiều sức lực và kinh phí trong giai đoạn chuẩn bị sơ bộ;
- Thứ ba, nó có thể cải thiện hiệu quả hiệu quả sử dụng vật liệu một cách hiệu quả. Các bộ phận hợp kim titan không chỉ cải thiện hiệu suất an toàn của các bộ phận cấu trúc máy bay mà còn giảm thiểu số lượng bộ phận được kết nối, tiết kiệm hiệu quả thời gian lắp ráp thủ công và đạt được hiệu quả phát triển hai chiều về doanh thu và chất lượng.
Tính năng của các bộ phận hợp kim titan máy bay
2.1 không dễ biến dạng
Vật liệu hợp kim titan có độ bền và độ bền nhiệt cao hơn, và có tỷ trọng thấp hơn. So với vật liệu thép, nó chỉ bằng 60% tỷ trọng của thép. Điều này làm cho vật liệu hợp kim titan không gặp vấn đề biến dạng ngay cả ở nhiệt độ cao từ 300 ° C đến 500 ° C. Cấu trúc hợp kim titan của một loại động cơ máy bay nhất định được xử lý bằng hợp kim titan TC4 rènS. Khối lượng 19.987kg, chiều rộng 600mm và chiều dài 2800mm, nhưng độ dày thành chỉ 1.50mm.
2.2 khả năng chịu nhiệt độ thấp
Hợp kim titan có khả năng chịu nhiệt độ thấp cao, tức là nó vẫn có thể duy trì các đặc tính cơ học của riêng mình trong điều kiện nhiệt độ thấp hoặc cực thấp. Nó là một vật liệu có khả năng chịu nhiệt độ thấp mạnh mẽ. Theo các thử nghiệm liên quan, người ta biết rằng hợp kim titan ở -196 ° C. Dưới đây, độ bền kéo σb là 1207Pa.
2.3 khả năng chống ăn mòn mạnh
Các bộ phận hợp kim titan có thể được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực máy bay, một lý do rất quan trọng là nó có khả năng siêu chống ăn mòn. Khi máy bay bay ở độ cao lớn, các chất trong không khí sẽ có tác dụng ăn mòn bề mặt máy bay nhất định. Các bộ phận hợp kim titan có thể khắc phục nhược điểm này một cách hiệu quả và đảm bảo an toàn cho máy bay.
2.4 Với tính chất hóa học
Hợp kim titan có thể phản ứng với nhiều loại nguyên tố kim loại. Với sự trợ giúp của các phản ứng hóa học, các đặc tính cơ học của hợp kim titan có thể được tối đa hóa. Ví dụ, trong môi trường nhiệt độ cao trên 600 ° C, hợp kim titan có thể phản ứng với oxy để tạo thành lớp oxit tương ứng.
2.5 độ dẫn nhiệt thấp
Việc áp dụng các bộ phận hợp kim titan trên máy bay có thể làm giảm hiệu quả xác suất hỏng hóc của các bộ phận máy bay và tránh dẫn nhiệt quá mức của các bộ phận máy bay ảnh hưởng đến ứng dụng bình thường của các bộ phận khác.
2.6 Mô đun đàn hồi nhỏ
Trong quá trình sử dụng các chi tiết bằng hợp kim titan không được gia công thành các chi tiết mảnh mai. Điều này là do mô đun đàn hồi của hợp kim titan tương đối nhỏ và nó dễ bị biến dạng. Ngoài ra, trong gia công titan quá trình này, do độ bật lớn của hợp kim titan nên dễ làm mòn dụng cụ.
Các biện pháp gia công và ứng dụng của các bộ phận hợp kim titan máy bay
Ngành công nghiệp hàng không của Trung Quốc coi trọng việc ứng dụng nguyên liệu thô, và trọng tâm R&D là phát triển và ứng dụng quy trình nhằm cải thiện hiệu suất của máy bay.
3.1 Mở rộng lĩnh vực sử dụng các vật đúc hợp kim titan
So với khác bộ phận titan, phương pháp đúc đầu tư có những ưu điểm độc đáo riêng của nó:
- Kích thước vật đúc chính xác, bề mặt tương đối nhẵn, độ nhám thấp;
- Nó có thể đúc các vật đúc có hình dạng phức tạp;
- Trong khi cải thiện tỷ lệ sử dụng nguyên liệu kim loại, nó cũng có thể cải thiện tính linh hoạt và khả năng thích ứng của sản xuất.
Tuy nhiên, trong quá trình ứng dụng thực tế, độ bền của hợp kim titan không thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu chế tạo máy bay. Do đó, cần nhấn mạnh vào việc cải thiện độ bền kéo của hợp kim titan trong quá trình nghiên cứu và phát triển. Tốc độ phát triển của công nghệ đúc chính xác hợp kim titan ở nước ta không ngừng tăng lên trong những năm gần đây. Trên cơ sở này, ly hợp chạy quá đường chéo đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không. Do yêu cầu cao của máy bay đối với các bộ phận hợp kim titan, tỷ lệ hình thành các bộ phận hợp kim titan máy bay của nước tôi tương đối thấp. Vì vậy, phải sử dụng khoa học công nghệ để nâng cao trình độ đúc, giảm giá thành sản phẩm và chu kỳ sản xuất, đạt mục tiêu sản xuất hàng loạt. .
3.2 Giảm chi phí phát triển
Trên cơ sở phủ tia laser công suất cao và tạo mẫu nhanh, công nghệ tạo hình bột hợp kim titan đã được sử dụng rộng rãi. Công nghệ này sử dụng chùm tia laze năng lượng cao để làm tan chảy bột hợp kim titan và đông đặc lại trên chất nền dưới dạng các giọt nhỏ, sau đó dựa vào công nghệ điều khiển máy tính để làm cho đầu laze di chuyển nhiều lần, do đó xếp chồng lên nhau từng lớp một, và cuối cùng có được mô hình bộ phận hợp kim titan theo yêu cầu.
Hiện tại, hiệu suất tổng thể của kết cấu hợp kim titan đã được cải thiện đáng kể, trọng lượng của bộ phận giảm đáng kể, điều này đã được lĩnh vực hàng không ưa chuộng. Kết hợp với tình hình thực tế, chi phí Nb, Mo và các nguyên tố V trong hợp kim titan tương đối đắt, dẫn đến chi phí nguyên liệu thô cao hơn.
Vì vậy, hợp kim titan hàng không với chi phí đầu tư tương đối thấp đã thu hút được sự quan tâm lớn. Hiện nay, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng nguyên tố Fe có thể được sử dụng để thay thế các nguyên tố Nb, Mo và V với chi phí cao, điều này không chỉ có thể đảm bảo tính năng của vật liệu mà còn có thể giảm hiệu quả chi phí đầu vào của nguyên liệu hợp kim titan.
3.3 Phương pháp phân phối và bảo vệ bề mặt
Trong phân tích lớp bề mặt của BT3-1 và OT4-1, có thể kết luận rằng sự phân bố của hydro trong lớp bề mặt là tương đối phức tạp, hàm lượng hydro sẽ tăng dần và khi đạt đến giá trị lớn nhất thì sẽ giảm tương ứng. Hiện tại, công nghệ tạo hình ba chiều bằng laser và các bộ phận hợp kim titan đã được kết hợp hiệu quả, và chính hợp kim titan quy mô lớn mang các thành phần cho máy bay đã được phát triển.
3.4 Cải thiện hệ số sử dụng kim loại của khuôn đúc nóng
Cách hiệu quả nhất để tăng hệ số sử dụng kim loại là sử dụng phương pháp nung nóng không oxy hóa và không oxy hóa thấp. Đối với hợp kim titan, làm nóng phôi bằng không khí khô có thể giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả. Theo nghiên cứu liên quan, khi đun trong lò điện, nhiệt độ nên được kiểm soát ở mức 950 ℃ ～ 980 ℃. Ngoài ra, bằng cách tiến hành các thử nghiệm trên BT20 và OT4-1 (TC1), nung nóng tất cả các mẫu và rèn khuôn đồng nhất, có thể thấy rằng bề mặt len được oxy hóa trước ở nhiệt độ thấp của mẫu trống thể hiện hiệu ứng mịn, dẫn đến kết luận rằng lớp oxit và trạng thái bão hòa khí có ảnh hưởng quan trọng đến cơ tính.
Kết luận
Trong bối cảnh khoa học công nghệ phát triển không ngừng, hầu hết các doanh nghiệp đã chuyển đổi xong, ngành nhôm nước tôi cũng đạt được nhiều kết quả tốt. Trong quá trình phát triển kinh tế nhanh chóng, ngành công nghiệp hợp kim titan tiếp tục phát triển theo hướng năng lượng tái tạo, cho phép các bộ phận hợp kim titan được sử dụng hiệu quả trong nhiều lĩnh vực hơn, tạo nền tảng vững chắc cho việc phát triển tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải.
PTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh