Zašto zrakoplovni materijali i mobiteli hrle na legure titana?

Svojstva titana
Visoka specifična čvrstoća: 1,3 puta veća od aluminijskih legura, 1,6 puta veća od magnezijskih legura, 3,5 puta veća od nehrđajućeg čelika, prvaka među metalnim materijalima.
Visoka toplinska čvrstoća: radna temperatura je nekoliko stotina stupnjeva viša od aluminijske legure, može raditi dugo na temperaturi od 450-500 stupnjeva.
Dobra otpornost na koroziju: otporna na kiselu, alkalnu i atmosfersku koroziju, posebno jaka otpornost na rupičastu i naponsku koroziju.
Dobre performanse pri niskim temperaturama: legura titana TA7 s vrlo niskim međuprostornim elementima može zadržati određeni stupanj plastičnosti na -253 stupnju.
Visoka kemijska aktivnost: visoka kemijska aktivnost na visokim temperaturama, lako kemijski reagira s vodikom, kisikom i drugim plinovitim nečistoćama u zraku stvarajući otvrdnuti sloj.
Mala toplinska vodljivost, mali modul elastičnosti: toplinska vodljivost je oko 1/4 od nikla, 1/5 od željeza, 1/14 od aluminija, a razne legure titana imaju toplinsku vodljivost oko 50% manju od one od titana. Modul elastičnosti legure titana je oko 1/2 čelika.
Podjela i uporaba titanovih legura
Legure titana mogu se kategorizirati prema njihovoj upotrebi: legure otporne na toplinu, legure visoke čvrstoće, legure otporne na koroziju (titan-molibden, titan-paladijeve legure itd.), legure na niskim temperaturama i legure s posebnim funkcijama (titan - materijali za pohranjivanje željeza i vodika, titan-nikl memorijske legure). Iako se titan i njegove legure dugo nisu koristili, nagrađeni su nizom počasnih naslova zbog svojih izvanrednih svojstava. Prvi naslov je "svemirski metal", koji je male težine, velike čvrstoće i otporan na visoke temperature, posebno pogodan za proizvodnju aviona i raznih svemirskih letjelica. Trenutačno se oko 3/4 titana i titanovih legura proizvedenih u svijetu koristi u zrakoplovnoj industriji. Mnogi dijelovi izvorno izrađeni od legure aluminija zamijenjeni su legurom titana.
Primjena legura titana u zrakoplovstvu
Legura titana uglavnom se koristi za materijale za proizvodnju zrakoplova i motora, kao što su kovanje ventilatora od titana, diskova i lopatica sa stlačenim zrakom, poklopca motora, ispušnih uređaja i drugih dijelova, kao i greda i odjeljaka zrakoplova, kao što su strukturni dijelovi okvira. Svemirske letjelice uglavnom koriste legure titana visoke čvrstoće, otpornosti na koroziju i otpornosti na niske temperature za proizvodnju raznih tlačnih posuda, spremnika za gorivo, spojnih elemenata, traka za instrumente, okvira i raketnih školjki. Umjetni Zemljini sateliti, modul za slijetanje na Mjesec, svemirske letjelice s ljudskom posadom i svemirski šatlovi također koriste dijelove za zavarivanje ploča od legure titana.
Godine 1950., Sjedinjene Države po prvi put u lovcu-bombarderu F-84 kao toplinski štit stražnjeg trupa, štit od vjetra i stražnji poklopac i druge nenosive komponente. 1960-ih počela je uporaba dijelova od legure titana od stražnjeg dijela trupa do središnjeg dijela trupa, djelomično zamjenjujući konstrukcijski čelik kako bi se omogućio klizni okvir, grede, zakrilca i druge važne nosive komponente. 1970-ih nadalje, civilni zrakoplovi počeli su koristiti veliki broj legura titana, kao što je putnički zrakoplov Boeing 747 s titanom. Količina titana korištenog u putničkom avionu Boeing 747 iznosila je više od 3640 kilograma što je činilo 28% težine stroja . S razvojem tehnologije obrade, u raketama, satelitima i svemirskim letjelicama, također se koristi mnogo legura titana. Što je avion napredniji, to se više titana koristi. Američki F-14borac koji koristi leguru titana, koja čini oko 25% težine stroja; F-15Borac za 25,8%; Američki lovci četvrte generacije s udjelom titana od 41% u motoru F119 s 39% udjela titana, trenutna je količina titana s najvećom količinom zrakoplova.
Legure titana koriste se u velikom broju razloga u zrakoplovstvu
Zašto materijal zrakoplova za zračni prijevoz mora biti legura titana?
Najveća brzina moderne zrakoplovne navigacije dostigla je brzinu zvuka više od 2,7 puta. Tako brz nadzvučni let stvarat će trenje između zrakoplova i zraka i proizvoditi puno topline. Kada brzina leta dosegne 2,2 puta veću od brzine zvuka, aluminijska legura ne može izdržati, mora koristiti leguru titana otpornu na visoke temperature. Kada je omjer potiska i težine zrakoplovnog motora od 4 do 6 do 8 do 10, izlazna temperatura plina pod tlakom u skladu s tim od 200 do 300 stupnjeva do 500 do 600 stupnjeva, izvorni diskovi i lopatice za plin pod tlakom pod niskim tlakom izrađeni su od aluminija mora se promijeniti u leguru titana.
U posljednjih nekoliko godina, znanstvenici na izvedbu legura titana istraživački rad, i stalno novi napredak. Izvorni titan, aluminij, vanadij sastavljen od legure titana, maksimalne radne temperature od 550 stupnjeva do 600 stupnjeva, i novorazvijene legure titan aluminija (TiAl), maksimalna radna temperatura povećana je na 1040 stupnjeva. Legura titana umjesto nehrđajućeg čelika za proizvodnju diska i lopatica visokotlačnog kompresora može smanjiti težinu strukture. Zrakoplovi mogu uštedjeti 4% goriva za svakih 10% smanjenja težine. Za rakete, za svaki 1 kg smanjenja težine, domet se može povećati za 15 km.
3C primjene legura titana
Trenutačno je industrija potrošačke elektronike koju predstavljaju mobiteli vrlo "involutivna", čelnici proizvođača nadaju se posuditi legure titana kako bi poboljšali vrhunski kapacitet proizvoda.

Huawei, Apple, Xiaomi, Honor i mnogi drugi telefoni su uvezli materijal. Apple je počeo standardizirati kućišta od titana iz Ultra serije satova i svoj nedavno objavljeni iPhone 15, čija Pro verzija koristi novo kućište od titana, postavši Appleov prvi mobilni telefon koji koristi titan za zrakoplovstvo; Huawei je koristio materijale od titana u strukturnim dijelovima mobilnog telefona sa sklopivim ekranom MateXs2, koji je pušten u prodaju 2022., a koristio je okvire od titana u Watch4Pro; Glory Objavljen 12. listopada, lagani i tanki veliki unutarnji sklopivi vodeći telefon Glory MagicVs2, koji koristi inovativne materijale kao što su Lupin šarke od titana; Xiaomi 14 novi stroj, najskuplja verzija 14Pro titana.
Prijavljeno je da će Samsung koristiti središnji okvir od legure titana na GalaxyS24Ultra, središnji dio okvira sličan je izvornoj shemi boja titana u boji iPhone15Pro.

Sveukupno, legura titana s visokom specifičnom čvrstoćom i prednostima male težine postala je visoko promovirana kao važan razlog, što proizvode potrošačke elektronike može učiniti lakšim, a iskustvo potrošača bit će ugodnije.
Analiza obradnih karakteristika legure titana
Prije svega, toplinska vodljivost legure titana je niska, samo 1/4 čelika, aluminija 1/13, bakra 1/25, zbog spore disipacije topline u zoni rezanja, što ne doprinosi toplinskoj ravnoteži, u procesu rezanja, disipacija topline i učinak hlađenja su vrlo loši, lako se formira visoka temperatura u zoni rezanja, deformacija dijelova nakon povratne obrade, što rezultira povećanim okretnim momentom na alat za rezanje, rub ruba brzog trošenja, trajnost je smanjena.
Drugo, niska toplinska vodljivost legure titana, tako da toplinu rezanja akumuliranu u nožu za rezanje u blizini malog područja nije lako raspršiti, povećava se trenje prednje strane, nije lako odlomiti, toplinu rezanja nije lako raspršiti širiti, ubrzati trošenje alata. Konačno, kemijska aktivnost legure titana je visoka, obrada na visokim temperaturama lako reagira s materijalom alata za rezanje, stvaranjem otapanja, difuzije, što rezultira ljepljivim nožem, gorućim nožem, slomljenim nožem i drugim pojavama.
Karakteristike titanijske legure za obradu obradnog centra
Obradni centri mogu obrađivati ​​više dijelova u isto vrijeme kako bi se poboljšala učinkovitost proizvodnje. Poboljšajte točnost obrade dijelova, dobru konzistenciju proizvoda. Obradni centar ima funkciju kompenzacije alata, koja može postići točnost obrade samog stroja. Postoji širok raspon prilagodljivosti i veće fleksibilnosti, kao što je obrada luka, skošenje i prijelazno zaokruživanje ovog dijela, čime se može ostvariti multifunkcionalnost jednog stroja. Obradni centar može biti glodanje, bušenje, bušenje, narezivanje i niz obrada. Točan obračun troškova može se izvršiti radi kontrole rasporeda proizvodnje. Nema potrebe za posebnim učvršćenjem, štedi mnogo sredstava, skraćuje proizvodni ciklus. Uvelike smanjiti intenzitet rada radnika. Može biti višeosna obrada s UG i drugim softverom za obradu.
Odabir alata i materijala za rashladno sredstvo
1. Odabir materijala alata treba zadovoljiti sljedeće zahtjeve
Dovoljna tvrdoća, tvrdoća alata mora biti puno veća od tvrdoće legure titana.
Dovoljna čvrstoća i žilavost, zbog alata koji reže leguru titana kada je podvrgnut velikom momentu i reznoj sili, tako da mora postojati dovoljna čvrstoća i žilavost.
Dovoljna otpornost na habanje, zbog žilavosti legure titana, rezna oštrica mora biti oštra, tako da materijal alata mora imati dovoljnu otpornost na habanje, kako bi se smanjilo otvrdnjavanje. Ovo je najvažniji parametar pri odabiru alata za obradu legura titana.
Materijali alata za rezanje i afinitet legure titana su loši, zbog visoke kemijske aktivnosti legure titana, kako bi se izbjeglo stvaranje materijala alata za rezanje i otapanje legure titana, difuzija u leguru, što je rezultiralo zapinjanjem noža, fenomenom spaljivanja noža. Nakon što domaći najčešće korišteni materijali alata za rezanje i strani materijali alata za rezanje za ispitivanje pokažu da je upotreba učinka alata za rezanje s visokim sadržajem kobalta idealna, glavna uloga kobalta može ojačati učinak sekundarnog otvrdnjavanja, poboljšati tvrdoću i tvrdoću nakon toplinske obrade, i na istovremeno ima visoku žilavost, otpornost na habanje, dobru disipaciju topline.
2. Geometrijski parametri glodala
Karakteristike obrade legure titana određuju geometrijske parametre glodala i običnog alata postoji velika razlika. Kut spirale odaberite manji kut uspona spirale, povećava se utor za uklanjanje strugotine, lako uklanjanje strugotine, brzo odvođenje topline, ali također smanjuje otpor rezanja u procesu rezanja. Rezni rub s prednjim kutom oštar, rezanje brzo, izbjegavajte da legura titana proizvodi previše topline pri rezanju, kako bi se izbjeglo sekundarno otvrdnjavanje. Stražnji kut smanjuje stopu trošenja oštrice, olakšava odvođenje topline i u velikoj mjeri poboljšava izdržljivost.

3.Odabir parametara rezanja
Strojna obrada legure titana trebala bi odabrati manju brzinu rezanja, odgovarajuće veliki posmak, razumnu dubinu rezanja i završni volumen, hlađenje bi trebalo biti dovoljno. Brzina rezanja vc {{0}} ~ 50m/min, posmak za grubu obradu zahtijeva veći pomak, završna i poluzavršna obrada zahtijeva umjeren pomak. Dubina rezanja ap=1/3d je odgovarajuća, afinitet legure titana je dobar, uklanjanje strugotine je teško, dubina rezanja je prevelika, uzrokovat će zapinjanje alata, peckanje, fenomen loma. Dodatak za završnu obradu umjeren sloj površinskog otvrdnjavanja legure titana od oko 0,1 ~ 0,15 mm, dodatak je premalen, oštrica noža reže na očvrsnutom sloju, alat se lako nosi, trebali biste izbjegavati otvrdnuti sloj obrade, ali dodatak za rezanje ne smije biti prevelika.
4. Rashladna tekućina
Za obradu legure titana najbolje je ne koristiti rashladnu tekućinu koja sadrži klor, kako bi se izbjeglo stvaranje otrovnih tvari i uzrokovala vodikova krtost, ali i kako bi se spriječilo korozijsko pucanje legure titana na visokoj temperaturi. Odaberite sintetičku emulziju topljivu u vodi, koja također može biti samokompatibilna s rashladnom tekućinom. Rashladno sredstvo za obradu rezanja kako bi se osiguralo dovoljno, brzina cirkulacije rashladnog sredstva trebala bi biti brza, protok tekućine za rezanje i pritisak bi trebali biti veliki, obradni centri opremljeni su posebnim mlaznicama za hlađenje, sve dok se pažnjom prilagodbe mogu postići željeni rezultati.