Kodėl aviacinės medžiagos ir mobilieji telefonai plūsta į titano lydinius?

Titano savybės
Didelis specifinis stiprumas: 1,3 karto didesnis nei aliuminio lydinių, 1,6 karto didesnis nei magnio lydinių, 3,5 karto didesnis nei nerūdijančio plieno, metalo medžiagų čempionas.
Didelis šiluminis atsparumas: naudojimo temperatūra keliais šimtais laipsnių aukštesnė nei aliuminio lydinio, gali ilgai veikti esant 450-500 laipsnių temperatūrai.
Geras atsparumas korozijai: atsparus rūgščių, šarmų ir atmosferos korozijai, ypač stiprus atsparumas taškinei ir įtempių korozijai.
Geras veikimas žemoje temperatūroje: titano lydinys TA7 su labai mažais intersticiniais elementais gali išlaikyti tam tikrą plastiškumo laipsnį esant -253 laipsniui.
Didelis cheminis aktyvumas: didelis cheminis aktyvumas aukštoje temperatūroje, lengvai chemiškai reaguoja su vandeniliu, deguonimi ir kitomis dujinėmis priemaišomis ore, sudarydamas sukietėjusį sluoksnį.
Mažas šilumos laidumas, mažas elastingumo modulis: šilumos laidumas yra apie 1/4 nikelio, 1/5 geležies, 1/14 aliuminio, o įvairių titano lydinių šilumos laidumas yra apie 50% mažesnis nei titano. Titano lydinio tamprumo modulis yra apie 1/2 plieno.
Titano lydinio klasifikavimas ir naudojimas
Titano lydiniai gali būti skirstomi pagal paskirtį: karščiui atsparūs lydiniai, didelio stiprumo lydiniai, korozijai atsparūs lydiniai (titano-molibdeno, titano-paladžio lydiniai ir kt.), žemos temperatūros lydiniai ir lydiniai su specialiomis funkcijomis (titanas). -geležies vandenilio saugojimo medžiagos, titano ir nikelio atminties lydiniai). Nors titanas ir jo lydiniai nebuvo naudojami ilgą laiką, jie buvo apdovanoti daugybe garbingų vardų dėl savo išskirtinių savybių. Pirmasis pavadinimas yra „kosminis metalas“, kuris yra lengvas, didelio stiprumo ir atsparus aukštai temperatūrai, ypač tinkamas lėktuvų ir įvairių erdvėlaivių gamybai. Šiuo metu apie 3/4 pasaulyje pagaminamo titano ir titano lydinių panaudojama aviacijos ir kosmoso pramonėje. Daugelis dalių, iš pradžių pagamintų iš aliuminio lydinio, buvo pakeistos titano lydiniu.
Titano lydinio aviacijos ir erdvėlaiviai
Titano lydinys daugiausia naudojamas orlaivių ir variklių gamybos medžiagoms, tokioms kaip kalti titano ventiliatoriai, suslėgto oro diskai ir mentės, variklio gaubtas, išmetimo įtaisai ir kitos dalys, taip pat orlaivio sijos ir skyriai, pavyzdžiui, konstrukcinės rėmo dalys. Erdvėlaiviai daugiausia naudoja didelio stiprumo, atsparumo korozijai ir žemai temperatūrai titano lydinius įvairiems slėginiams indams, kuro talpykloms, tvirtinimo detalėms, instrumentų diržams, rėmams ir raketų sviediniams gaminti. Dirbtiniai Žemės palydovai, Mėnulio tūpimo modulis, pilotuojami erdvėlaiviai ir erdvėlaiviai taip pat naudoja titano lydinio plokščių suvirinimo dalis.
1950 m. JAV pirmą kartą F-84 naikintuvo bombonešyje kaip galinio fiuzeliažo šilumos skydas, vėjo skydas ir uodegos gaubtas bei kiti nelaikantys komponentai. 1960-aisiais pradėtos naudoti titano lydinio dalys nuo galinio fiuzeliažo iki centrinio fiuzeliažo, iš dalies pakeičiant konstrukcinį plieną, kad tarpinės rėmas, sijos, sklendės ir kiti svarbūs laikantys komponentai slystų. Nuo aštuntojo dešimtmečio civiliniuose orlaiviuose buvo pradėta naudoti daug titano lydinių, pavyzdžiui, keleivinis orlaivis Boeing 747 su titanu. Boeing 747 lėktuve panaudoto titano kiekis sudarė daugiau nei 3640 kilogramų, sudarė 28% mašinos svorio. . Tobulėjant apdorojimo technologijoms, raketose, palydovuose ir erdvėlaiviuose taip pat buvo naudojama daug titano lydinio. Kuo pažangesnis lėktuvas, tuo daugiau sunaudojama titano. US F{11}}Naikintuvas su titano lydiniu, kuris sudaro apie 25 % mašinos svorio; F-15Kovotojas už 25,8 proc.; JAV ketvirtos kartos naikintuvai, kurių titano kiekis sudaro 41% F119 variklio ir 39% titano kiekio, yra dabartinis titano kiekis, turintis daugiausiai lėktuvų.
Titano lydiniai naudojami daugeliui aviacijos priežasčių
Kodėl oro transporto orlaivių medžiagoje turi būti naudojamas titano lydinys?
Šiuolaikinės orlaivių navigacijos didžiausias greitis garso greitį pasiekė daugiau nei 2,7 karto. Toks greitas viršgarsinis skrydis sukels lėktuvo ir oro trintį bei gamins daug šilumos. Kai skrydžio greitis pasiekia 2,2 karto didesnį nei garso greitis, aliuminio lydinys negali atlaikyti, turi būti naudojamas aukštai temperatūrai atsparus titano lydinys. Kai aviacinio variklio traukos ir svorio santykis yra nuo 4 iki 6 iki 8 iki 10, suslėgtų dujų išleidimo temperatūra atitinkamai nuo 200 iki 300 laipsnių iki 500 iki 600 laipsnių, originalūs žemo slėgio slėgio dujų diskai ir mentės pagaminti iš aliuminio. turi būti pakeistas į titano lydinį.
Pastaraisiais metais mokslininkai titano lydinio mokslinius tyrimus atlieka ir nuolat daro naują pažangą. Originalus titanas, aliuminis, vanadis, sudarytas iš titano lydinio, maksimali darbinė temperatūra 550–600 laipsnių, ir naujai sukurtas titano aliuminio (TiAl) lydinys, maksimali darbinė temperatūra padidėjo iki 1040 laipsnių. Titano lydinys, o ne nerūdijantis plienas, skirtas gaminti aukšto slėgio kompresoriaus diską ir mentę, gali sumažinti konstrukcijos svorį. Lėktuvai gali sutaupyti 4% degalų kas 10% sumažinę svorį. Raketoms, sumažinus svorį 1 kg, nuotolis gali būti padidintas 15 km.
3C titano lydinių taikymas
Šiuo metu mobiliųjų telefonų atstovaujama plataus vartojimo elektronikos pramonė yra labai „involiucija“, gamintojų vadovas tikisi pasiskolinti titano lydinių, kad pagerintų gaminio pranašumą.

„Huawei“, „Apple“, „Xiaomi“, „Honor“ ir daugelis kitų telefonų importavo medžiagą. „Apple“ pradėjo standartizuoti titano dėklus iš „Ultra“ serijos laikrodžių ir naujai išleisto „iPhone 15“, kurio „Pro“ versija naudoja naują titano korpusą, tapdama pirmuoju „Apple“ mobiliuoju telefonu, naudojančiu aviacijos ir kosmoso klasės titaną; „Huawei“ naudojo titano medžiagas sulankstomo ekrano mobiliojo telefono „MateXs2“, kuris buvo išleistas 2022 m., konstrukcinėse dalyse, o „Watch4Pro“ naudojo titano rėmus; Glory Spalio 12 d. išleistas lengvas ir plonas didelis vidinis sulankstomas flagmanas telefonas Glory MagicVs2, kuriame naudojamos naujoviškos medžiagos, tokios kaip Lupine titano vyriai; Xiaomi 14 naujas aparatas, brangiausia 14Pro titano versija.
Pranešama, kad „Samsung“ naudos titano lydinio centrinį rėmą „GalaxyS24Ultra“, centrinė rėmo dalis yra panaši į originalią „iPhone15Pro“ spalvų titano spalvų schemą.

Apskritai titano lydinys, turintis tiek didelio specifinio stiprumo, tiek lengvo svorio pranašumus, yra labai reklamuojamas kaip svarbi priežastis, dėl kurios plataus vartojimo elektronikos gaminiai gali būti lengvesni, o vartotojų patirtis bus patogesnė.
Titano lydinio apdorojimo charakteristikų analizė
Visų pirma, titano lydinio šilumos laidumas yra mažas, tik 1/4 plieno, aliuminio 1/13, vario 1/25, dėl lėto šilumos išsklaidymo pjovimo zonoje, nepalankaus terminio balanso, pjovimo procese, šilumos išsklaidymo ir aušinimo efektas yra labai prastas, lengvai susidaro aukšta temperatūra pjovimo zonoje, dalių deformacija po apdorojimo atsimuša, todėl padidėja pjovimo įrankio sukimo momentas, kraštas nuo greito susidėvėjimo krašto, sumažėja patvarumas.
Antra, mažas titano lydinio šilumos laidumas, todėl pjovimo šilumą, susikaupusią pjovimo peiliu šalia nedidelio ploto, nėra lengva paskleisti, padidėja priekinio paviršiaus trintis, nesunku susmulkinti, pjovimo šilumą nėra lengva paskleisti, paspartinti įrankių nusidėvėjimą. Galiausiai, titano lydinio cheminis aktyvumas yra didelis, apdorojimas aukštoje temperatūroje lengvai reaguoja su pjovimo įrankio medžiaga, susidaro tirpimas, difuzija, dėl ko susidaro lipnus peilis, degantis peilis, sulūžęs peilis ir kiti reiškiniai.
Apdirbimo centro apdirbimo titano lydinio charakteristikos
Apdirbimo centrai gali vienu metu apdoroti kelias dalis, kad pagerintų gamybos efektyvumą. Pagerinkite dalių apdirbimo tikslumą, gerą gaminio nuoseklumą. Apdirbimo centras turi įrankių kompensavimo funkciją, kuri gali pasiekti pačios mašinos apdirbimo tikslumą. Yra platus pritaikomumo ir didesnio lankstumo diapazonas, pvz., šios dalies lanko apdorojimas, nuožulnumas ir perėjimas, o tai gali realizuoti daugiafunkcį vienos mašinos funkcionalumą. Apdirbimo centras gali būti frezavimo, gręžimo, gręžimo, sriegimo ir apdorojimo serijos. Norint kontroliuoti gamybos grafiką, galima atlikti tikslią sąnaudų apskaičiavimą. Nereikia specialių šviestuvų, sutaupysite daug išlaidų, sutrumpinkite gamybos ciklą. Labai sumažinti darbuotojų darbo intensyvumą. Gali būti kelių ašių apdorojimas naudojant UG ir kitą apdorojimo programinę įrangą.
Įrankių ir aušinimo medžiagų pasirinkimas
1. Įrankio medžiagos pasirinkimas turi atitikti šiuos reikalavimus
Pakankamas kietumas, įrankio kietumas turi būti daug didesnis nei titano lydinio kietumas.
Pakankamas stiprumas ir kietumas, nes įrankis pjausto titano lydinį, kai jį veikia didelis sukimo momentas ir pjovimo jėga, todėl turi būti pakankamai tvirtos ir tvirtos.
Pakankamas atsparumas dilimui, dėl titano lydinio tvirtumo, apdirbimo pjovimo briauna turi būti aštri, todėl įrankio medžiaga turi turėti pakankamą atsparumą dilimui, kad būtų sumažintas darbo sukietėjimas. Tai yra svarbiausias parametras renkantis įrankius titano lydinių apdirbimui.
Pjovimo įrankių medžiagos ir titano lydinio giminingumas yra prastas dėl didelio titano lydinio cheminio aktyvumo, kad išvengtumėte pjovimo įrankių medžiagų susidarymo ir titano lydinio ištirpimo, difuzijos į lydinį, dėl kurio peilis priliptų, degantis peilis. Po to, kai vietinės dažniausiai naudojamos pjovimo įrankių medžiagos ir užsienio pjovimo įrankių medžiagos bandymui rodo, kad didelio kobalto pjovimo įrankio efekto naudojimas yra idealus, pagrindinis kobalto vaidmuo gali sustiprinti antrinį kietėjimo efektą, pagerinti kietumą ir kietumą po terminio apdorojimo. tuo pačiu metu pasižymi dideliu tvirtumu, atsparumu dilimui, gerai išsklaido šilumą.
2. Frezų geometriniai parametrai
Titano lydinio apdirbimo charakteristikos lemia pjaustytuvo ir įprasto įrankio geometrinius parametrus, yra didelis skirtumas. Sraigės kampas pasirinkite mažesnį spiralės pakilimo kampą, padidėja drožlių pašalinimo griovelis, lengvas drožlių pašalinimas, greitas šilumos išsklaijimas, bet taip pat sumažinamas pjovimo pasipriešinimas pjovimo procese. Priekinio kampo pjovimo briauna aštri, pjaunama greitai, venkite, kad titano lydinys gamintų per daug pjovimo karščio, kad būtų išvengta antrinio sukietėjimo. Galinis kampas sumažina pjovimo briaunos nusidėvėjimą, palengvina šilumos išsklaidymą ir žymiai pagerina patvarumą.

3.Pjovimo parametrų pasirinkimas
Titano lydinio apdirbimui turėtų būti pasirinktas mažesnis pjovimo greitis, atitinkamai didelis padavimas, pagrįstas pjovimo gylis ir apdailos tūris, pakaktų aušinimo. Pjovimo greitis vc {{0}} ~ 50m/min., pašarų apdirbimas ima didesnį pašarą, apdaila ir pusapdaila – vidutinį padavimą. Pjovimo gylis ap=1/3d tinkamas, titano lydinio giminingumas geras, drožlių pašalinimas sunkus, pjovimo gylis per didelis, dėl to įrankis prilips, nudegs, lūžs. Apdailos pašalpa vidutinio sunkumo titano lydinio paviršiaus kietėjimo sluoksnis apie 0,1–0,15 mm, per maža prielaida, peilio briauna pjaunama ant sukietėjusio sluoksnio, įrankį lengva nešioti, reikėtų vengti sukietėjusio apdirbimo sluoksnio, tačiau pjovimo pašalpa neturėtų būti per didelis.
4. Aušinimo skystis
Apdorojant titano lydinį geriausia nenaudoti aušinimo skysčio, kurio sudėtyje yra chloro, kad nesusidarytų toksiškos medžiagos ir nesusidarytų vandenilio trapumas, bet taip pat, kad būtų išvengta titano lydinio įtrūkimų dėl įtempių korozijos aukštoje temperatūroje. Rinkitės sintetinę vandenyje tirpią emulsiją, taip pat gali būti savaime suderinama su aušinimo skysčiu. Pjovimo apdorojimo aušinimo skystis turi būti pakankamas, aušinimo skysčio cirkuliacijos greitis turi būti greitas, pjovimo skysčio srautas ir slėgis turi būti didelis, apdirbimo centrai turi specialius aušinimo antgalius, jei tik reguliuojant dėmesį bus galima pasiekti norimų rezultatų.