Usinagem eficiente de peças de aeronaves de liga de titânio

Como um tipo de peças de material de alta resistência, as peças de liga de titânio têm um valor de aplicação extremamente alto no peças de aeronaves  campo. Os métodos de usinagem tradicionais não são mais adequados para os requisitos de produção de estruturas de aeronaves modernas. Portanto, o uso de peças de liga de titânio pode atender aos requisitos de desenvolvimento de aeronaves ao máximo. As peças de liga de titânio têm sido amplamente utilizadas na construção de aeronaves. Por exemplo, parafusos e porcas podem ser usados ​​para consertar armações de fuselagem maiores e peças-chave, como lâminas de motor e pouso engrenagem pode ser feito de materiais de liga de titânio.

Campos de aplicação e vantagens das peças de liga de titânio

1.1 Campo de aplicação de peças de liga de titânio

Veja a aeronave de passageiros B777 como exemplo. Fundidos de liga de titânio são usados ​​na fabricação da estrutura de montagem da aeronave. Pode-se observar que na fabricação de aeronaves civis, a tecnologia de aplicação de peças de liga de titânio está relativamente madura. Além disso, as peças de liga de titânio também são de grande importância para o desenvolvimento da indústria da aviação. Por exemplo, a empresa Doncasters Europeia usa tecnologia de fundição centrífuga para aplicar liga de titânio ao torque de freio.

1.2 vantagens de aplicação de peças de liga de titânio

As peças de liga de titânio têm as seguintes vantagens técnicas:

• Primeiro, não há necessidade de usar moldes durante o processo de moldagem;
• Em segundo lugar, não há necessidade de investir muita energia e fundos na fase de preparação preliminar;
• Terceiro, pode melhorar efetivamente a eficiência do uso de materiais. As peças de liga de titânio não apenas melhoram o desempenho de segurança dos componentes estruturais da aeronave, mas também minimizam o número de peças conectadas, economizando efetivamente o tempo de montagem manual e obtendo o efeito de desenvolvimento bidirecional de receita e qualidade.

Características das peças de liga de titânio de aeronaves

2.1 não é fácil de deformar

O material de liga de titânio tem maior resistência e resistência térmica e tem uma densidade mais baixa. Comparado com o material de aço, tem apenas 60% da densidade do aço. Isso torna o material de liga de titânio sem problemas de deformação, mesmo em altas temperaturas de 300 ° C a 500 ° C. A estrutura da liga de titânio de um certo tipo de motor de aeronave é processada pela liga de titânio TC4 forjamentos. A massa é 19.987 kg, a largura é 600 mm e o comprimento é 2800 mm, mas a espessura da parede é de apenas 1.50 mm.

2.2 resistência a baixas temperaturas

A liga de titânio possui alta resistência a baixas temperaturas, ou seja, ainda pode manter suas próprias propriedades mecânicas em condições de baixa ou ultrabaixa temperatura. É um material com forte resistência a baixas temperaturas. De acordo com os testes relacionados, sabe-se que a liga de titânio está a -196 ° C. Abaixo, a resistência à tração σb é 1207Pa.

2.3 forte resistência à corrosão

As peças de liga de titânio podem ser amplamente utilizadas no campo da aeronave, uma razão muito importante é que tem super resistência à corrosão. Quando a aeronave está voando em grandes altitudes, as substâncias presentes no ar terão um certo efeito corrosivo na superfície da aeronave. As peças de liga de titânio podem lidar efetivamente com essa desvantagem e garantir a segurança da aeronave.

2.4 Com propriedades químicas

As ligas de titânio podem reagir com uma variedade de elementos metálicos. Com a ajuda de reações químicas, as propriedades mecânicas das ligas de titânio podem ser maximizadas. Por exemplo, em um ambiente de alta temperatura acima de 600 ° C, as ligas de titânio podem reagir com o oxigênio para formar uma camada de óxido correspondente.

2.5 baixa condutividade térmica

A aplicação de peças de liga de titânio em aviões pode efetivamente reduzir a probabilidade de falha das peças do avião e evitar a condução de calor excessiva das peças do avião que afeta a aplicação normal de outras peças.

2.6 Pequeno módulo de elasticidade

No processo de uso de peças de liga de titânio, não as processe em peças delgadas. Isso ocorre porque o módulo de elasticidade da liga de titânio é relativamente pequeno e fácil de deformar. Além disso, no usinagem de titânio processo, devido ao grande ressalto da liga de titânio, é fácil de usar a ferramenta.

Medidas de usinagem e aplicação de peças de liga de titânio de aeronaves

A indústria de aviação da China atribui grande importância à aplicação de matérias-primas, e o foco de P&D está no desenvolvimento e aplicação de processos para melhorar o desempenho das aeronaves.

3.1 Ampliar o campo de uso de peças fundidas de liga de titânio

Comparado com outro  peças de titânio, o método de fundição de investimento tem suas próprias vantagens exclusivas:

1. O tamanho da fundição é preciso, a superfície é relativamente lisa e a aspereza é baixa;
2. Pode lançar peças moldadas complexas;
3. Ao mesmo tempo em que melhora a taxa de utilização de matérias-primas metálicas, também pode melhorar a flexibilidade e adaptabilidade da produção.

No entanto, no processo de aplicação real, a resistência das ligas de titânio não pode atender totalmente aos requisitos de construção de aeronaves. Portanto, a ênfase deve ser colocada na melhoria da resistência à tração das ligas de titânio durante a pesquisa e o desenvolvimento. A velocidade de desenvolvimento da tecnologia de fundição de precisão de liga de titânio em meu país tem aumentado continuamente nos últimos anos. Com base nisso, a embreagem de avanço diagonal tem sido amplamente utilizada no campo da aviação. Devido aos altos requisitos das aeronaves para peças de liga de titânio, a taxa de formação de peças de liga de titânio para aeronaves em meu país é relativamente baixa. Portanto, a ciência e a tecnologia devem ser usadas para melhorar o nível de fundição, reduzir os custos de produção do produto e os ciclos de produção e atingir as metas de produção em massa. .

3.2 Reduzir o custo de desenvolvimento

Com base no revestimento a laser de alta potência e na prototipagem rápida, a tecnologia de formação de laser de pó de liga de titânio tem sido amplamente utilizada. Esta tecnologia usa um feixe de laser de alta energia para derreter o pó da liga de titânio e solidificá-lo no substrato na forma de pequenas gotículas e, em seguida, contar com a tecnologia de controle do computador para fazer a cabeça do laser mover-se repetidamente, empilhando camada por camada, e finalmente obter o modelo de peças de liga de titânio necessário.

Atualmente, o desempenho geral da estrutura da liga de titânio foi significativamente melhorado e o peso da própria peça foi significativamente reduzido, o que tem sido favorecido pelo campo da aviação. Em combinação com a situação real, o custo de Nb, Mo e os elementos V em ligas de titânio são relativamente caros, levando a custos de matéria-prima mais altos.

Portanto, ligas de titânio para aviação com investimento de custo relativamente baixo têm atraído grande atenção. No momento, os pesquisadores descobriram que os elementos de Fe podem ser usados ​​para substituir os elementos Nb, Mo e V de alto custo, o que pode não apenas garantir o desempenho dos materiais, mas também reduzir efetivamente o custo de entrada de matérias-primas de liga de titânio.

3.3 Distribuição e método de proteção de superfície

Na análise da camada superficial de BT3-1 e OT4-1, pode-se concluir que a distribuição do hidrogênio na camada superficial é relativamente complicada, e o teor de hidrogênio aumentará gradativamente, e quando atingir o valor máximo, diminuirá de acordo. No momento, a tecnologia de formação tridimensional a laser e as peças de liga de titânio foram efetivamente combinadas, e o principal de liga de titânio em grande escala rolamento componentes para aeronaves foram desenvolvidos.

3.4 Melhorar o fator de utilização de metal das matrizes de forjamento a quente

A maneira mais eficaz de aumentar o fator de utilização do metal é usar aquecimento de baixa e não oxidação. Para ligas de titânio, o aquecimento da peça bruta com ar seco pode resolver efetivamente esse problema. De acordo com pesquisas relacionadas, ao aquecer em um forno elétrico, a temperatura deve ser controlada em 950 ℃ 980 ℃. Além disso, através da realização de testes em BT20 e OT4-1 (TC1), aquecendo todas as amostras e forjamento de matriz uniformemente, pode-se verificar que a superfície de lã pré-oxidada de baixa temperatura do branco exibe um efeito suave, o que leva ao Conclui-se que a camada de óxido e o estado de saturação do gás têm importante influência nas propriedades mecânicas.

Conclusão

No contexto do desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia, a maioria das empresas concluiu sua transformação, e a indústria de alumínio do meu país também obteve bons resultados. No processo de rápido desenvolvimento econômico, a indústria de liga de titânio continua a se desenvolver na direção da energia renovável, permitindo que as peças de liga de titânio sejam efetivamente utilizadas em mais campos, estabelecendo uma base sólida para o desenvolvimento da conservação de energia e redução de emissões.

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