8 (913) 791-58-46
Заказать звонок

Коэффициент теплопроводности титана


Теплопроводность, плотность и другие физические свойства титана Ti

Сегодня титан является одним из наиболее популярных металлов. Сплавы титана находят применение во многих отраслях промышленности, а особенно в авиакосмической сфере. Благодаря низкой плотности и другим уникальным свойствам титан применяется, как при изготовлении ортопедических и стоматологических имплантов, так и самолетов последнего поколения и космических кораблей.

Повсеместное применение титана делает его одним из самых востребованных металлов на Земле. Популярность титана обусловлена его высокой сопротивляемости коррозии, по сравнению с другими металлами. Титан очень прочный и легкий металл, его плотность немногим выше плотности алюминия. При одинаковой прочности титановые конструкции легче стальных на 45%.

Титан «работает» в кислых средах, в морской воде, не реагирует с большинством агрессивных веществ. Титан легко сплавляется с алюминием, железом, ванадием, молибденом, образуя прочные и легкие титановые сплавы.

В таблицах приведены следующие теплофизические свойства титана Ti: плотность титана, теплоемкость, температуропроводность, теплопроводность титана, удельное сопротивление, функция Лоренца, коэффициент температурного расширения.

Плотность титана равна 4500 кг/м3 при комнатной температуре. При нагревании титан расширяется и его плотность снижается. Плотность жидкого титана имеет значение 4120 кг/м3. Теплоемкость титана при температуре 27°С составляет величину 530,8 Дж/(кг·град) и при повышении температуры растет.

Свойства титана представлены в зависимости от от температуры, в интервале от 100 до 2000 К.

Теплопроводность титана не высока, ее значение сравнимо с теплопроводностью нержавеющей стали. Теплопроводность титана при комнатной температуре в среднем составляет величину 18 Вт/(м·град). По мере нагревания, теплопроводность титана увеличивается.

Источники:
1. В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.

Свойства титана и титановых сплавов Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности ц линейного расширения титана некоторых марок

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама Смотреть главы в:

Теплофизические свойства материалов при низких температурах  -> Свойства титана и титановых сплавов Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности ц линейного расширения титана некоторых марок




СтатьиЧертежиТаблицы

486 титановых

81, 82 — Коэффициенты линейного расширения 74 — Коэффициенты

Коэффициент для титановых сплавов

Коэффициент линейного расширения

Коэффициент линейный

Коэффициент теплоемкости

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопроводности сплавов

Коэффициенты расширения

Линейное расширение

Марки сплавов

Мел — Коэффициент теплопроводност

СПЛАВЫ Теплоемкость

Сплавы Коэффициент линейного расширени

Сплавы титановые

Сплавы — Коэффициент линейного расширения

Сплавы — Коэффициент расширения

Сплавы — Коэффициенты линейного

Сплавы — Коэффициенты линейного расширения 73 — Коэффициенты

Сплавы — Коэффициенты линейного теплопроводности

Теплоемкость (теплопроводность)

Теплопроводность сплавов

Титан

Титан Теплоемкость

Титан и его сплавы

Титан и его сплавы — Свойства

Титан и сплавы титана

Титан и титановые сплавы

Титана Свойства

Титанит

Титания

Титановые сплавы и их свойства

см Расширение линейное и теплопроводность

© 2021 Mash-xxl.info Реклама на сайте

Сравнительные характеристики металлов и их сплавов – Nikols

Марка Ст45: Д16т 20Х13 ВТ5
Классификация Сталь конструкционная углеродистая качественная Сплав имеет термическую закалку Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная Титан технический
Вес пруток D50 L-500mm (кГ) 7,70 2,60 7,70 4,40
Sв МПа 470 470 630 750-950
I При 100 град Вт/(м· град) 48 130 26 10
R при
100град, кг/м3
7799 2770 2850 7660 4400
Твердость HB 10 -1 МПа 207 105 -150 197-248 320
Температура плавления, С 1400 660 1500 1660
Коррозия да нет нет нет
Применение: термообработка деталей, от которых требуется повышенная прочность. Коленчатые валы, шестерни. для силовых элементов конструкций самолетов, кузовов, ствольных коробок, и т.д сталь с длительным сроком службы при температурах  500 град. для изделий с высокой прочностью при достаточной пластичности и вязкости. Для изготовления изделий криогенной техники
Сравнительные характеристики металлов и их сплавов

Механические свойства:

Sв – Предел кратковременной прочности, [МПа]

HB – Твердость по Бринеллю, 10-1 [МПа]

Физические свойства:

I – Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)]

R – Плотность материала, [кг/м3]

C – Удельная теплоемкость материала (диапазон 200 – T), [Дж/(кг·град)]

Д16т – один из самых востребованных дюралюминиевых сплавов в судостроительной, авиационной и космической промышленности.  

Главное его преимущество заключается в том, что получаемый из него металлопрокат обладает:

  • стабильной структурой;
  • высокими прочностными характеристиками;
  • в 3 раза более легким весом, чем стальные изделия;
  • повышенным сопротивлением микроскопической деформации в процессе эксплуатации;

Химический состав дюралюминия Д16Т строго регламентируется ГОСТом 4784-97 и расшифровывается следующим образом:

  • Д – дюралюминий;
  • 16 – номер сплава в серии;
  • Т – закаленный и естественно состаренный.

Ввиду высокой прочности, твердости и легкости, сплав Д16Т используется для изготовления различного металлопроката. 

Он востребован в различных промышленных областях:

  • в конструкциях самолетов, судов и космических аппаратов;
  • для изготовления деталей для машин и станков;
  • для производства обшивки и лонжеронов автомобилей, самолетов, вертолетов;

Дюралюминий называют Дюраль – это сплав алюминия с медью, магнием и марганцем.

Медь и магний повышают прочность, а марганец – стойкость к коррозии.

Дюраль маркируется буквой «Д» и цифрами обозначающие номер сплава.

Сплав Д16т – буква «Т» означает закалку.

Одно из наиболее ценных качеств алюминиевых сплавов – это их относительно малый собственный вес при высокой прочности.

Объемный вес сплава дюраль – 2600 кг/м3, это почти в три раза (2,9) меньше веса сталей и в 1,5 раза меньше веса титана.

Дюраль имеет хорошее соотношение между удельным весом и коэффициентом теплопроводности.

Сплав Д16т широко используется для большинства силовых элементов конструкций. Он пластичен, вследствие чего обладает высокими усталостными характеристиками.

Чтобы получить сплав Д16т его нагревают до температуры 500°С и закаливают в воде. Механическая прочность достигается искусственным или естественным старением.

Используемые материалы

Корпус и некоторые элементы приборов выполнены из сплава Д16т (из этого материала делают ствольные коробки, детали самолетов и др.). 

Д16т – имеет низкий вес по отношению к титану в 1,5 раза, а к стали в 3 раза. При этом сплав обеспечивает достаточную надежность благодаря своим физико-химическим свойствам. 

Одним из важных параметров Д16Т является его теплопроводность – это очень важно, чтоб быстро охладить прибор. Эффективность работы прибора снижается пропорционально повышению температуры.

Резьбы и некоторые узлы, элементы прибора, изготавливаются из титана.

Данное сочетание материалов обеспечивает долговечность и высокую надежность.

Примечание:

Приборы, выполненные полностью из титана целесообразно применять при “тяжёлых” условиях эксплуатации, (интенсивная стрельба продолжительное время). При этом эффективность снижения уровня звука выстрела падает, пропорционально повышению температуры. Титан имеет низкую теплопроводность по отношению к сплаву Д16т, а это один из главных параметров, а также большую плотность, что приводит к значительному повышению массы прибора.

Поэтому не целесообразно применять титан для изготовления приборов, если не предполагается использовать его в «тяжелых» условиях.

Таблицы теплопроводимости материалов (металлы, бетон, гранит, дерево и др.)

Взято из: «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» /под ред. Романкова. Приложение.
Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. Справочник по элементарной физике // Издание девятое, М.: «Наука», 1982 г.

Коэффициент теплопроводности металлов

Металл Вт/(м•К)
Алюминий 209,3
Бронза 47-58
Железо 74,4
Золото 312,8
Латунь 85,5
Медь 389,6
Платина 70
Ртуть 29,1
Серебро 418,7
Сталь 45,4
Свинец 35
Серый
чугун
50
Чугун 62,8

Коэффициент теплопроводности других материалов

Материал Влажность
массовая доля %
Вт/(м•К)
Бакелитовый
лак
- 0,29
Бетон
с каменным щебнем
8 1,28
Бумага
обыкновенная
Воздушно-сухая 0,14
Винипласт - 0,13
Гравий Воздушно-сухая 0,36
Гранит - 3,14
Глина 15-20 0,7-0,93
Дуб
(вдоль волокон)
6-8 0,35-0,43
Дуб
(поперек волокон)
6-8 0,2-0,21
Железобетон 8 1,55
Картон Воздушно-сухая 0,14-0,35
Кирпичная
кладка
Воздушно-сухая 0,67-0,87
Кожа >> 0,14-0,16
Лед - 2,21
Пробковые
плиты
0 0,042-0,054
Снег
свежевыпавший
- 0,105
Снег
уплотненный
- 0,35
Снег
начавший таять
- 0,64
Сосна
(вдоль волокон)
8 0,35-0,41
Сосна
(поперек волокон)
8 0,14-0,16
Стекло
(обыкновенное)
- 0,74
Фторопласт-3 - 0,058
Фторопласт-4 - 0,233
Шлакобетон 13 0,698
Штукатурка 6-8 0,791

Коэффициент теплопроводности асбеста и пенобетона при различных температурах

a=576кг/м3, ρп=400кг/м3,λ, Вт/(м•К))

Материал -18oС 0oС 50oС 100oС 150oС
Асбест - 0,15 0,18 0,195 0,20
Пенобетон 0,1 0,11 0,11 0,13 0,17

Коэффициент теплопроводности жидкости Вт/(м•К) при различных температурах

Материал 0oС 50oС 100oС
Анилин 0,19 0,177 0,167
Ацетон 0,17 0,16 0,15
Бензол - 0,138 0,126
Вода 0,551 0,648 0,683
Масло
вазелиновое
0,126 0,122 0,119
Масло
касторовое
0,184 0,177 0,172
Спирт
метиловый
0,214 0,207 -
Спирт
этиловый
0,188 0,177 -
Толуол 0,142 0,129 0,119
Запись опубликована автором admin в рубрике Полезные материалы. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Титан и сплавы на его основе

Титан почти вдвое легче железа и в полтора раза тяжелее алюминия. Плотность титана составляет 4,5 г/см3. Использование титановых сплавов, обладающих высокой прочностью, в конструкциях судов и летательных аппаратов позволяет снизить их массу и, следовательно, улучшить тактико-технические данные.

Коррозионная стойкость титана в морской атмосфере и воде, а также в других агрессивных средах делает его незаменимым материалом в судостроении. Высокая коррозионная стойкость титана связана с его химической активностью. Находясь на воздухе, даже при обычной температуре, он стремится вступить в реакцию с кислородом, азотом и другими элементами. В результате интенсивного окисления на поверхности металла образуется тончайшая прочная пленка двуокиси титана, которая предохраняет его от разрушения вследствие коррозии, эрозии и кавитации. При нарушении целостности защитной пленки она самовосстанавливается. Благодаря защитной пленке титан не разрушается даже в азотной и хромовой кислотах, стоек в среде влажного хлора, в щелочах и расплаве ряда металлов. На него не действуют слабые растворы серной и соляной кислот, но при контакте с плавиковой, фосфорной, концентрированными серной и соляной кислотами он интенсивно корродирует из-за разрушения защитной окисной пленки.

Титан не магнитен, что позволяет использовать его сплавы для изготовления немагнитных корпусов изделий. Титан и титановые сплавы обладают высокой температурой плавления (1933 К) и жаростойкостью. Они сохраняют свои прочностные характеристики при длительной работе при температурах 573— 773 К, а при кратковременном воздействии — до 873—1073 К Это позволяет использовать их в энергетических установках и конструкциях, а также в трубопроводах для транспортирования сред с высокой температурой.

Большинство титановых сплавов являются хладостойкими. Они без заметного изменения прочностных и пластических свойств работают при отрицательных температурах. Благодаря этому титановые сплавы используются в криогенной технике и для изготовления конструкций, работающих в условиях Крайнего Севера.

Активное взаимодействие титана с кислородом, азотом, водородом и другими газами воздуха долгое время служило препятствием для получения титана из руд. С освоением вакуумной технологии обеспечено промышленное получение титана.

В промышленности для производства сплавов и как конструкционный материал широко используется технически чистый титан. Он содержит до 1 % примесей, неизбежно попадающих в расплав в процессе металлургического производства. Технически чистый титан относится к пластичным конструкционным материалам низкой прочности. Различные марки технического титана обладают практически одинаковыми физическими свойствами: низкими коэффициентом теплопроводности, коэффициентом линейного расширения и модулем нормальной упругости.

Таблица 8.5. Основные механические и физические свойства технически чистого титана
Показатели Марка титана
BT1-1 ВТ1-0 УТ1-00
Предел прочности σв, МПа 450—600 350—500 300—450
Условный предел текучести σ0,2, МПа 380—500 300—420 250—380
Относительное удлинение δ, % ≥25 ≥30
Примечание. Для приведенных трех марок титана модуль нормальной упругости. E=11·106 МПа, коэффициент линейного расширения α = 8,3 · 106 К—1, коэффициент теплопроводности λ=15,7 Вт (м·К).           

Механические свойства технического титана зависят от содержания примесей, особенно кислорода, азота и водорода (табл. 8.5). Повышение содержания кислорода на 0,05 % приводит к росту предела прочности примерно на 60 МПа, а повышение на 0,05% содержания азота — на 125 МПа. Несмотря на увеличение прочности титана, эти элементы относят к вредным примесям, поскольку превышение их содержания свыше установленных стандартами пределов приводит к резкой потере пластичности, повышает чувствительность металла к надрезам и охрупчиванию.

Графит (углерод). Коэффициент теплового линейного расширения, удельная (массовая) теплоемкость, коэффициент теплопроводности, сопротивление разрыву, модуль упругости графита, удельное электрическое со

В промышленности используется натуральный графит, а также искусственные разновидности этого материала. Широкий спектр его применения обусловлен уникальными физико-химическими свойствами, которые могут несколько отличаться для различных марок и видов графита.

ВАЖНЕЙШИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГРАФИТА:

  • Теплопроводность;
  • Электропроводность;
  • Расширение под воздействием тепла;
  • Прочность;
  • Растворяемость;
  • Смачиваемость;
  • Анизотропия свойств.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ГРАФИТА:

  • Натуральные виды этого материала отличаются высокой теплопроводностью (по данному показателю многие металлы проигрывают графиту). На нее влияет температура конечной обработки конкретной марки графита, однако средний показатель составляет 3,55 вт*градус/см, а коэффициент теплопроводности – 0,041. Необходимо отметить, что тонкие графитовые нити проводят тепло лучше, чем медные аналоги.
  • При давлении 0,9-1 атмосфера графит закипает, достигая температуры 4200 градуса, а плавится при 3845-3890 градусах.
  • Воспламеняются кристаллические разновидности материала в кислородной струе при 700-730 градусах Цельсия.
  • Сжигание графита выделяет достаточное количество тепла – до 7856 ккал.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МИНЕРАЛА

Графит отлично проводит электричество – по этому показателю он превосходит, например, ртуть. Нагревание минерала способствует улучшению проводимости электрического тока. Таким образом, у минерала отрицательный температурный коэффициент сопротивления. При 0 градусов он находится в диапазоне 0,39-0,602 ом. Что касается предела удельного сопротивления – он одинаковый для всех видов материала и составляет 0,0075 Ом. Этими свойствами объясняется широкое использование графита в электрометаллургии.

Теплопроводность стали и других сплавов меди, латуни и алюминия, теплопередача

Теплопроводность алюминия выше теплопроводности железа более чем в 3 раза, что приводит к сильному теплоотводу и широкой зоне разогрева металла, прилегающего к шву.  

Теплопроводность алюминия в пять раз больше теплопроводности чугуна, и поэтому алюминиевые сплавы часто заменяют чугун при изготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, поршень из алюминиевого сплава, будучи легче чугунного примерно в три раза, облегчает вес конструкции. Металлы с большой теплопроводностью в то же время являются лучшими проводниками электричества.  

Схема аргонового хроматографа фирмы Пай.  

Большая теплоемкость и теплопроводность алюминия обеспечивают равномерную температуру по всей длине трубки.  

В виду того что теплопроводность алюминия почти в пять раз выше теплопроводности стали, время нагрева, а следовательно и время вулканизации резиновых смесей в прессформах из этого материала сокращается. Однако следует отметить, что пресс-формы из алюминия быстро изнашиваются, что является их существенным недостатком.  

Влияние легирующих добавок на коэффициент линейного теплового расширения алюминия в присутствии второго.  

Примеси оказывают существенное влияние на теплопроводность алюминия в области низких температур.  

Теплопроводность оксидной пленки намного хуже теплопроводности алюминия, но вследствие незначительной толщины пленки это не оказывает заметного влияния на общую теплопроводность изделия.  

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек СС.  

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек С.  

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия.  

Коэффициент теплопроводности меди, серебра и стали изменяется с температурой незначительно, теплопроводность алюминия возрастает в интервале 0 — 400 С приблизительно в 1 6 раза.

При высоких температурах серебро испаряется интенсивнее меди, а медь окисляется и взаимодействует с парами теллуридов. Поэтому для медных шин целесообразно использовать защиту слоем железа.

Контакт шин с термоэлементами осуществляется через промежуточные слои, исключающие диффузию материала шины в термоэлектрический материал.  

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия.  

Из сопоставления приведенных данных для алюминия с теплофизи-ческими характеристиками щелочных металлов следует, что температура кипения и теплопроводность алюминия значительно больше, а сечение захвата тепловых нейтронов значительно меньше соответствующих величин — для щелочных металлов.

Имея в виду, что остальные теплофи-зические характеристики сравниваемых металлов приближенно одинаковы, и учитывая также малую упругость паров алюминия при высоких температурах, можно сделать заключение, что с точки зрения теплофи-зических характеристик алюминий, как теплоноситель, имеет определенные преимущества по сравнению со щелочными металлами при решении задач, связанных с высокой температурой теплоносителя.  

Следует подчеркнуть, что так как собственно переходное электрическое сопротивление сварных точек ( RK) очень мало ( оно измеряется долями мком), а теплопроводность алюминия и меди велика, то никогда не происходит перегрева в месте сварки при прохождении тока даже и в тех случаях, когда суммарное сечение сварных точек значительно меньше рабочего сечения самой шины. Это тщательно проверено длительными лабораторными и эксплуатационными испытаниями.  

Характеристика теплопроводности материалов

Понятие теплопроводности материалов характеризуется способностью переносить тепловую энергию в пределах определенного объекта от нагретых частей к холодным. Процесс осуществляется атомами, молекулами, электронами и происходит в любых телах с неравномерным распределением температуры.

С позиций кинетической физики этот процесс происходит в результате взаимодействия частиц молекул более нагретых участков в пределах образца с другими элементами, отличающимися низшей температурой. Механизм и скорость переноса теплоты зависит от агрегатного состояния вещества.

https://.com/watch?v=z8JhdvjYrl8

Категория теплопроводности предусматривает определение скорости нагревания образца материала и перемещение температурной волны в определенном направлении. Показатель зависит от физических параметров:

  • плотности;
  • температуры фазового перехода в жидкое состояние
  • скорости распространения звука (для диэлектриков).

Теплопроводность — алюминий

Прочность алюминиевой оболочки в несколько раз выше свинцовой, алюминий в 4 2 раза легче свинца ( удельный вес 2 7 и 11 4 соответственно), теплопроводность алюминия примерно в шесть раз выше, чем у свинца, его сопротивление усталости при вибрации в 25 раз больше, чем у свинца. В четырехпроводных сетях переменного тока напряжением до 1000 в с глухозаземленной нейтралью допускается использование алюминиевой оболочки в качестве нулевого рабочего провода.  

В этом уравнении di 15 5 — 10 — 3 ( м) — наружный диаметр графитового баллона; d0 1 1 45 — 10 — 3 ( м) — диаметр сечения испытуемого расплавленного металла; q ( z) ( ккал / м2 — час) — тепловой поток на наружной поверхности графитового баллона; К AI и гр ( ккал / м — час — град) — соответственно коэффициенты теплопроводности алюминия и графита.  

Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2 5 раза, железа в в раз, свинца в 12 раз меньше, чем меди.  

Корродирующее действие некоторых компонентов флюса на алюминий нейтрализуются промывкой шва и поверхности деталей 10 % — ным раствором азотной кислоты в теплой воде и в последующем горячей водой.

Теплопроводность алюминия почти в 5 раз, а теплоемкость в 2 раза больше, чем стали, поэтому при сварке алюминия необходимо поддерживать более высокую температуру пламени, чем температура плавления алюминия.

Диаграмма прочности алюминия при нагреве в процессе сварки.  

Теплопроводность алюминия в 3 раза больше, чем у стали, коэффициент расширения в 2 раза превышает коэффициент расширения стали.  

Кристаллическая решетка алюминия состоит, как и у многих других металлов, из гра-нецентрированных кубов ( см. стр. Теплопроводность алюминия вдвое больше теплопроводности железа и равна половине теплопроводности меди. Его электропроводность намного выше электропроводности железа и достигает 60 % электропроводности меди.  

Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2 5 раза, железа в б раз, свинца в 12 раз меньше, ч м меди.  

С понижением чистоты алюминия теплопроводность уменьшается, а с повышением температуры несколько увеличивается. При 100 теплопроводность алюминия составляет — 66 5 % теплопроводности серебра.  

Если это количество теплоты известно, то для сечения z по замеренному значению градиента температур в нем можно рассчитать величину коэффициента теплопроводности образца. Окончательный расчет искомой величины коэффициента теплопроводности алюминия состоит в расчете поправки для коэффициента теплопроводности образца на теплоту, проходящую по стенкам графитового баллона.  

Некоторые свойства титана, циркония и гафния.  

Атомная структура титана, его большое сродство к электрону оказывают сильное влияние на такие свойства, как электропровод ность и теплопроводность. Теплопроводность его в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия. Это имеет существенное значение, например, при обработке металла резанием.  

Модуль упругости титана почти вдвое меньше модуля упругости железа, находится на одном уровне с модулем медных сплавов и значительно выше, чем у алюминия.

Теплопроводность титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа. Это необходима учитывать при нагреве металла для обработки давлением и при сварке.

Электросопротивление титана примерно в 6 раз больше чем у железа и в 20 раз больше, чем у алюминия.  

Модуль упругости титана почти вдвое меньше модуля упругости железа, находится на одном уровне с модулем медных сплавов и значительно выше, чем у алюминия.

Теплопроводность, титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа.  

Стеклопласты на основе фенольных смол имеют теплопроводность такого же порядка. Для сравнения следует заметить, что теплопроводность стали равна, 40, а теплопроводность алюминия находится в пределах от 175 до 200 ккал / м-ч-град.  

( пока нет) Загрузка…

ПРОЧНОСТЬ

Еще одна характеристика, выделяющая графит среди прочих природных минералов. Она меняется в зависимости от температуры. У большинства марок (включая искусственные виды материала) при нагревании возрастает предел прочности при изгибе, сжатии и растяжении (до двух раз). Максимум достигается при 2200-2800 градусах. Если же температура поднимается выше 3000 градусов, прочностные характеристики стремительно падают.

Самой высокой прочностью отличается рекристаллизованный материал.

АНИЗОТРОПИЯ СВОЙСТВ

Поскольку характеристики различных марок графита отличаются, на них влияет способ прессования, для искусственных видов – ориентация коксовых зерен.

Графит достаточно пластичен, легко поддается механической обработке. Разные виды отличаются по уровню жирности, благодаря чему используется в качестве смазки. Необходимо отметить и еще одну особенность чистых видов этого материала: графит отличается наиболее высоким коэффициентом замедления и низким показателем поглощения нейтронов.

Теплопроводность графита и меди — Справочник металлиста

Так что же такое теплопроводность? С точки зрения физики теплопроводность

– это молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с различной температурой, при котором происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов).

Можно сказать проще, теплопроводность

– это способность материала проводить тепло. Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной.

Передача тепла происходит за счет передачи энергии при столкновении молекул вещества. Происходит это до тех пор, пока температура внутри тела не станет одинаковой.

Такой процесс может происходить в твердых, жидких и газообразных веществах.

На практике, например в строительстве при теплоизоляции зданий, рассматривается другой аспект теплопроводности, связанный с передачей тепловой энергии. В качестве примера возьмем “абстрактный дом”.

В “абстрактном доме” стоит нагреватель, который поддерживает внутри дома постоянную температуру, скажем, 25 °С. На улице температура тоже постоянная, например, 0 °С.

Вполне понятно, что если выключить обогреватель, то через некоторое время в доме тоже будет 0 °С. Все тепло (тепловая энергия) через стены уйдет на улицу.

Чтобы поддерживать температуру в доме 25 °С, нагреватель должен постоянно работать. Нагреватель постоянно создает тепло, которое постоянно уходит через стены на улицу.

Коэффициент теплопроводности

Количество тепла, которое проходит через стены (а по научному – интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности) зависит от разности температур (в доме и на улице), от площади стен и теплопроводности материала, из которого сделаны эти стены.

Для количественной оценки теплопроводности существует коэффициент теплопроводности материалов. Этот коэффициент отражает свойство вещества проводить тепловую энергию. Чем больше значение коэффициента теплопроводности материала, тем лучше он проводит тепло.

Если мы собираемся утеплять дом, то надо выбирать материалы с небольшим значением этого коэффициента. Чем он меньше, тем лучше. Сейчас в качестве материалов для утепления зданий наибольшее распространение получили утеплители из минеральной ваты, и различных пенопластов.

Набирает популярность новый материал с улучшенными теплоизоляционными качествами – Неопор.

Коэффициент теплопроводности материалов обозначается буквой ? (греческая строчная буква лямбда) и выражается в Вт/(м2*К). Это означает, что если взять стену из кирпича, с коэффициентом теплопроводности 0,67 Вт/(м2*К), толщиной 1 метр и площадью 1 м2.

, то при разнице температур в 1 градус, через стену будет проходить 0,67 ватта тепловой энергии. Если разница температур будет 10 градусов, то будет проходить уже 6,7 ватта. А если при такой разнице температур стену сделать 10 см, то потери тепла будут уже 67 ватт.

Подробней о методике расчета теплопотерь зданий можно посмотреть здесь.

Следует отметить, что значения коэффициента теплопроводности материалов указываются для толщины материала в 1 метр. Чтобы определить теплопроводность материала для любой другой толщины, надо коэффициент теплопроводности разделить на нужную толщину, выраженную в метрах.

В строительных нормах и расчетах часто используется понятие “тепловое сопротивление материала”. Это величина обратная теплопроводности. Если, на пример, теплопроводность пенопласта толщиной 10 см – 0,37 Вт/(м2*К), то его тепловое сопротивление будет равно 1 / 0,37 Вт/(м2*К) = 2,7 (м2*К)/Вт.

Коэффициент теплопроводности материалов

Ниже в таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов применяемых в строительстве.

МатериалКоэфф. тепл. Вт/(м2*К)
Алебастровые плиты0,470
Алюминий230,0
Асбест (шифер)0,350
Асбест волокнистый0,150
Асбестоцемент1,760
Асбоцементные плиты0,350
Асфальт0,720
Асфальт в полах0,800
Бакелит0,230
Бетон на каменном щебне1,300
Бетон на песке0,700
Бетон пористый1,400
Бетон сплошной1,750
Бетон термоизоляционный0,180
Битум0,470
Бумага0,140
Вата минеральная легкая0,045
Вата минеральная тяжелая0,055
Вата хлопковая0,055
Вермикулитовые листы0,100
Войлок шерстяной0,045
Гипс строительный0,350
Глинозем2,330
Гравий (наполнитель)0,930
Гранит, базальт3,500
Грунт 10% воды1,750
Грунт 20% воды2,100
Грунт песчаный1,160
Грунт сухой0,400
Грунт утрамбованный1,050
Гудрон0,300
Древесина – доски0,150
Древесина – фанера0,150
Древесина твердых пород0,200
Древесно-стружечная плита ДСП0,200
Дюралюминий160,0
Железобетон1,700
Зола древесная0,150
Известняк1,700
Известь-песок раствор0,870
Ипорка (вспененная смола)0,038
Камень1,400
Картон строительный многослойный0,130
Каучук вспененный0,030
Каучук натуральный0,042
Каучук фторированный0,055
Керамзитобетон0,200
Кирпич кремнеземный0,150
Кирпич пустотелый0,440
Кирпич силикатный0,810
Кирпич сплошной0,670
Кирпич шлаковый0,580
Кремнезистые плиты0,070
Латунь110,0
Лед 0°С2,210
Лед -20°С2,440
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности)0,150
Медь380,0
Мипора0,085
Опилки – засыпка0,095
Опилки древесные сухие0,065
ПВХ0,190
Пенобетон0,300
Пенопласт ПС-10,037
Пенопласт ПС-40,040
Пенопласт ПХВ-10,050
Пенопласт резопен ФРП0,045
Пенополистирол ПС-Б0,040
Пенополистирол ПС-БС0,040
Пенополиуретановые листы0,035
Пенополиуретановые панели0,025
Пеностекло легкое0,060
Пеностекло тяжелое0,080
Пергамин0,170
Перлит0,050
Перлито-цементные плиты0,080
Песок 0% влажности0,330
Песок 10% влажности0,970
Песок 20% влажности1,330
Песчаник обожженный1,500
Плитка облицовочная1,050
Плитка термоизоляционная ПМТБ-20,036
Полистирол0,082
Поролон0,040
Портландцемент раствор0,470
Пробковая плита0,043
Пробковые листы легкие0,035
Пробковые листы тяжелые0,050
Резина0,150
Рубероид0,170
Сланец2,100
Снег1,500
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности)0,150
Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности)0,230
Сталь52,0
Стекло1,150
Стекловата0,050
Стекловолокно0,036
Стеклотекстолит0,300
Стружки – набивка0,120
Тефлон0,250
Толь бумажный0,230
Цементные плиты1,920
Цемент-песок раствор1,200
Чугун56,0
Шлак гранулированный0,150
Шлак котельный0,290
Шлакобетон0,600
Штукатурка сухая0,210
Штукатурка цементная0,900
Эбонит0,160

Теплопроводность металлов

Среди большого количества параметров, характеризующие металлы существует и такое понятие как теплопроводность. Ее значение сложно переоценить. Этот параметр применяют при расчете деталей и узлов. Например, шестеренчатых передач. Вообще теплопроводностью занимается целый раздел науки под названием термодинамика.

Теплопроводность металлов

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

Теплопроводность металлов можно охарактеризовать так – это способность материалов (газ, жидкость и пр.) переносить излишнюю тепловую энергию от разогретых участков тела к холодным. Перенос осуществляется свободно движущимися элементарными частицами, в число которых входят атомы электроны и пр.

Что затрудняет обработку легированного титана марки 5?

Титановый сплав обладает преимуществами низкой плотности, высокого отношения прочности (прочность / плотность), хорошей коррозионной стойкости, термостойкости, ударной вязкости и пластичности и т. Д. Он широко используется во многих областях, таких как аэрокосмическая, автомобильная, медицина, спортивные товары и электролиз. промышленность. Однако его низкая теплопроводность, высокая твердость, низкий модуль упругости и другие характеристики делают титановые сплавы более трудными для обработки металлических материалов. Gr.5 (Ti6AI-4V) является наиболее часто используемым сплавом титана. Сегодня мы проанализируем, почему gr5 трудно обрабатывать.

 

  1. Меньше потерь тепла

Марка 5 титанового сплава при 200 ℃ теплопроводности l = 16.8 Вт / м? ℃, коэффициент теплопроводности 0.036 ℃ / см, составляет всего четверть стали, алюминия, 1 / 13 из 1 / 25 меди. Тепло в процессе резки титанового сплава не будет быстро передаваться заготовке или отводиться стружкой, а в области резки происходит агломерация, температура может быть выше, чем у 1 000 ℃ выше, что приводит к быстрому износу режущего лезвия, расколу, Вырабатывать больше тепла и зоны резания, что сокращает срок службы инструмента. Высокая температура в процессе резания одновременно нарушает целостность поверхности деталей из титанового сплава, что приводит к снижению геометрической точности деталей и механическому упрочнению, что серьезно снижает их усталостную прочность.

  1. Низкий модуль упругости

Поверхность обрабатываемых деталей обладает большой упругостью, что приводит к увеличению площади контакта между обработанной поверхностью и поверхностью резца, что не только влияет на точность размеров деталей, но также снижает срок службы инструмента. Эластичность титанового сплава может быть полезна для рабочих характеристик деталей, но в процессе резки упругая деформация заготовки является важной причиной вибрации. Давление резания заставляет «эластичную» заготовку покинуть инструмент и отскочить, таким образом, трение между инструментом и заготовкой больше, чем эффект резания. Процесс трения также выделяет тепло, что усугубляет плохую теплопроводность титановых сплавов. Эта проблема более серьезна при обработке тонкостенных или кольцевых деталей, которые легко деформируются. Обработать тонкостенные детали из титанового сплава с ожидаемой точностью размеров непросто. Поскольку по мере того как материал заготовки толкается инструментом, локальная деформация тонкой стенки превышает диапазон упругости, а пластическая деформация, прочность и твердость материала режущей кромки значительно возрастают. В этот момент обработка с ранее определенной скоростью резания становится слишком высокой, что дополнительно приводит к резкому износу инструмента.

  1. Высокая твердость

Когда обрабатываются некоторые титановые сплавы с низким значением твердости, вязкость увеличивается, и стружка прилипает к режущей кромке резака, образуя опухоль от стружки, что влияет на эффект обработки. Твердость титанового сплава, такого как обработка титановым сплавом Grade5, позволяет легко разрушить и истереть кромку инструмента. Эти характеристики приводят к низкой скорости удаления металла из титанового сплава, которая составляет всего 1 / 4 по сравнению со стальными деталями, в то время как время обработки намного больше, чем у стальных деталей того же размера.

  1. Сильное химическое сродство

Титан может не только реагировать с основными компонентами в воздухе, такими как азот, кислород, монооксид углерода и другие вещества, образуя упрочненный слой TiC и TiN на поверхности сплава, но также реагировать с материалом инструмента в условиях высоких температур создается путем резки, что снижает долговечность инструмента.

  1. Низкие показатели безопасности в процессе резки

Титан является легковоспламеняющимся металлом. Высокая температура и искра очень легко воспламеняются, и при воспламенении их практически невозможно погасить во время микрорезания.

 

По сравнению с большинством других металлических материалов титановые сплавы предъявляют более высокие требования к обработке и имеют больше ограничений. Удовлетворительные результаты обработки для титановых сплавов также могут быть получены, если используются надлежащие режущие инструменты и станки и конфигурации оптимизированы до наилучшего состояния в соответствии с требованиями обработки.

Титан и титановый сплав - Новости

Редактор: Софи Вонг Эл. Титановые сплавы широко используются в различных областях благодаря их высокой прочности, хорошей коррозионной стойкости и высокой жаростойкости. Многие страны мира осознают важность материалов из титановых сплавов, которые последовательно исследовались, разрабатывались и применялись на практике.

Первым практичным титановым сплавом был сплав Ti-6Al-4V, который был успешно разработан в США в 1954 году благодаря его жаропрочности, прочности, пластичности, прочности, формуемости, свариваемости, коррозионной стойкости и биосовместимости. В промышленности титановых сплавов лучше стать лучшим сплавом, и этот сплав используется в количестве от 75% до 85% от общего количества титанового сплава. Многие другие титановые сплавы можно считать модификацией сплава Ti-6Al-4V.

В 1950-х гг.В 1980-х и 1960-х годах компания разработала жаропрочные титановые сплавы для авиационных двигателей и конструкционные титановые сплавы для самолетов. В 1970-х годах был разработан ряд коррозионностойких титановых сплавов. Коррозионностойкие титановые сплавы и высокопрочные титановые сплавы разрабатываются с 1980-х годов. разработка. Температура эксплуатации жаропрочного титанового сплава увеличилась с 400°С в 1950-х годах до 600-650°С в 1990-х годах. Появление сплавов на основе A2 (Ti3Al) и r (TiAl) позволяет перемещать титан из холодной части (вентилятор и компрессор) двигателя в горячую часть (турбина) двигателя в точке использования двигателя.Конструкционные титановые сплавы разрабатываются с учетом высокой прочности, высокой пластичности, высокой прочности, высокой пластичности, высокого модуля и высокой стойкости к повреждениям.

Кроме того, сплавы с памятью формы, такие как Ti-Ni, Ti-Ni-Fe и Ti-Ni-Nb, появились с 1970-х годов и все чаще используются в машиностроении.

В мире производятся сотни титановых сплавов, и самые известные сплавы - это марки 20-30, такие как Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-2Al-2,5Zr, Ti-32Mo, Ti -.Mo-Ni, Ti-Pd, SP-700, Ti-6242, Ti-10-5-3, Ti-1023, BT9, BT20, IMI829, IMI834 и др. [2, 4].

Согласно соответствующей статистике, в 2012 году количество титана, используемого в химической промышленности Китая, достигло 25 000 тонн, что меньше, чем в 2011 году. Впервые с 2009 года китайский рынок химического титана демонстрирует отрицательный рост. Химическая промышленность в последние годы является крупнейшим потребителем титановых перерабатывающих материалов, и ее доля в общем количестве титана удерживается на уровне более 50%, а в 2011 году - до 55%.Однако по мере замедления экономики химическая промышленность не только значительно сократит количество новых строительных проектов, но и столкнется с реструктуризацией промышленности, некоторые новые производственные мощности будут контролироваться, а недоиспользованные мощности будут выводиться. Следовательно, его усадка в объеме материалов, обработанных титаном, стала закономерным явлением. Ранее некоторые эксперты прогнозировали, что пик использования титана в химической промышленности приходится на 2013-2015 годы.В сложившейся рыночной ситуации слабость всей экономики в 2012 году может привести к рецессии в химической промышленности.

Титановые сплавы представляют собой сплавы на основе титана с добавлением других элементов. Титан имеет два изоморфных кристалла: ниже 882 °С — плотноупакованная α-гексагональная структура титана, а выше 882 °С — объемно-центрированный кубический титан.

Легирующие элементы можно разделить на три категории в зависимости от их влияния на температуру фазового перехода:

1 Элемент, который стабилизирует α-фазу и повышает температуру фазового перехода, представляет собой α-стабильный элемент, такой как алюминий, углерод, кислород и азот.Среди них алюминий является основным легирующим элементом титанового сплава, который оказывает очевидное влияние на улучшение нормальной и высокотемпературной прочности сплава, снижение удельного веса и увеличение модуля упругости.

2 Элемент, который стабилизирует β-фазу и снижает температуру фазового перехода, является β-стабильным элементом и может быть разделен на два типа: изоморфную форму и эвтектоидную форму. Изделия из сплава титана

Первый имеет молибден, ниобий, ванадий и др.; последний имеет хром, марганец, медь, железо, кремний и тому подобное.

3 Элементы, мало влияющие на температуру фазового перехода, представляют собой инертные элементы, такие как циркон и олово.

Кислород, азот, углерод и водород являются основными примесями в титановых сплавах. Кислород и азот обладают высокой растворимостью в α-фазе и оказывают значительное упрочняющее действие на титановый сплав, но при этом снижается пластичность. Содержание кислорода и азота в титане обычно составляет от 0,15 до 0,2% и от 0,04 до 0,05% или менее соответственно.Водород имеет низкую альфа-растворимость, и избыток водорода растворяется в титановом сплаве с образованием гидрида, который делает сплав хрупким. Обычно содержание водорода в титановом сплаве поддерживается на уровне менее 0,015%. Растворение водорода в титане обратимо и может быть удалено отжигом в вакууме.

Изделия из сплава титана

Титан – изотопный изомер с температурой плавления 1668°С. Он представляет собой плотно упакованную гексагональную структуру ниже 882°С и называется титаном.Это кубическая центральная структура в центре тела при температуре выше 882 ° C, которая называется β-титаном. Титановые сплавы с различной микроструктурой получают добавлением соответствующих легирующих элементов и постепенным изменением температуры фазового перехода и фазового состава с использованием различных особенностей двух вышеуказанных структур титана. При комнатной температуре титановые сплавы имеют три типа матричных структур, а титановые сплавы подразделяются на следующие три типа: α-сплавы, (α + β)-сплавы и β-сплавы.Китай представлен TA, TC и TB соответственно.

Альфа-титановый сплав

Однофазный сплав, состоящий из твердого раствора альфа-фазы. Это α-фаза при нормальной температуре или более высокой температуре практического применения. Он структурно стабилен и имеет более высокую износостойкость, чем чистый титан, и обладает высокой стойкостью к окислению. При температуре 500°С~600°С его прочность и сопротивление ползучести сохраняются, но не могут быть укреплены термической обработкой, прочность при комнатной температуре невысока.

Бета-титановый сплав

Однофазный сплав, состоящий из твердого раствора β-фазы. Обладает высокой прочностью без термической обработки. После закалки и старения сплав перерабатывается в титановый сплав.

Одноэтапное армирование, прочность при комнатной температуре может достигать 1372 ~ 1666 МПа; но термическая стабильность низкая, не подходит для использования при высоких температурах.

++ β титановый сплав

Это двухфазный сплав с хорошими универсальными свойствами, хорошей структурной стабильностью, хорошей пластичностью, пластичностью и способностью к высокотемпературной деформации.Может хорошо обрабатываться давлением, может быть закален и состарен, чтобы сделать сплав прочным.

Титановое оружие

Хим. Прочность после термообработки примерно на 50-100% выше, чем в отожженном состоянии; жаропрочность высокая, и он может работать в течение длительного времени при температуре от 400 ° C до 500 ° C, а его термическая стабильность хуже, чем у α-титанового сплава.

Тремя наиболее часто используемыми титановыми сплавами являются α-титановый сплав и α + β-титановый сплав; Наилучшей обрабатываемостью обладает сплав α-титана, на втором месте – сплав α + β-титана, а наихудшим – сплав β-титана.Титановый альфа-сплав кодируется как ТА, бета-титановый сплав кодируется как ТВ, а альфа+бета-титановый сплав кодируется как ТС.

Титановые сплавы можно разделить на жаропрочные сплавы, высокопрочные сплавы, коррозионно-стойкие сплавы (титан-молибденовые, титано-палладиевые сплавы и др.), низкотемпературные сплавы и специальные функциональные сплавы (титан-железо-аккумулирующие водород материалы и сплавы титана - никель). . Состав и свойства типичных сплавов приведены в таблице.

Термическая обработка Титановые сплавы могут быть получены путем регулирования процесса термообработки для получения различных фазовых составов и микроструктур.Обычно считается, что мелкозернистая структура обладает хорошей пластичностью, термической стабильностью и усталостной прочностью; игольчатая структура обладает высокой прочностью, сопротивлением ползучести и вязкостью разрушения; равноосная и игольчатая смешанная структура обладает большей универсальностью.

Титан — новый тип металла. Свойства титана связаны с содержанием примесей, таких как углерод, азот, водород и кислород. В наиболее чистом виде содержание примесей йодистого титана не превышает 0,1%, но прочность его низкая, а пластичность высокая.КПД 99,5% чистого технического титана составляет: плотность ρ = 4,5 г/см3, температура плавления 172

Износостойкий пол титанового сплава

5 °С, теплопроводность λ = 15,24 Вт/(м. К), при растяжении прочность σ b = 539 МПа, относительное удлинение δ = 25 %, уменьшение площади ψ = 25 %, модуль упругости E = 1,078 × 105 МПа, твердость HB195.

высокая прочность

Плотность титанового сплава обычно составляет около 4,51 г/см3, что составляет всего 60% от плотности стали.Чистый титан имеет плотность, аналогичную плотности обычной стали. Некоторые высокопрочные титановые сплавы превосходят по прочности многие легированные конструкционные стали. Поэтому собственная прочность (прочность/плотность) титанового сплава намного выше, чем у других металлических конструкционных материалов. См. Таблицу 7-1, где можно получить нулевые компоненты с высокой удельной прочностью, хорошей жесткостью и малым весом. Сегодня титановые сплавы используются в компонентах авиационных двигателей, каркасах, коже, крепежных элементах и ​​шасси.

Высокая термостойкость

Рабочая температура на несколько сотен градусов выше, чем у алюминиевого сплава, а требуемая прочность может сохраняться при умеренных температурах. Долговременная работоспособность этих двух типов титановых сплавов при температурах от 450 до 500°С по-прежнему высока в диапазоне от 150°С до 500°С. Удельная прочность, в то время как удельная прочность алюминиевого сплава при 150 °С значительно снижается. Титановые сплавы могут работать при температурах до 500°С, а алюминиевые - при температурах ниже 200°С.

Хорошая коррозионная стойкость

Титановый сплав работает во влажной атмосфере и морской воде, и его коррозионная стойкость намного лучше, чем у нержавеющей стали; он особенно устойчив к точечной коррозии, кислотному травлению и коррозионному растрескиванию под напряжением; органические вещества для щелочей, хлоридов и хлора, азотной кислоты, серной кислоты, а также отличная коррозионная стойкость. Однако титан имеет плохую коррозионную стойкость по сравнению со средой, содержащей восстанавливающий кислород и соль хрома.

Хорошие характеристики при низких температурах

Титановые сплавы сохраняют свои механические свойства при низких и очень низких температурах. Титановые сплавы с хорошими низкотемпературными свойствами и чрезвычайно низким содержанием компонентов внедрения, такие как ТА7, сохраняют определенную степень пластичности при температуре -253 ° C. Таким образом, титановый сплав также является важным низкотемпературным конструкционным материалом.

Высокая химическая активность

Титан обладает высокой химической активностью и вступает в сильные химические реакции с O, N, H, CO, CO2, парами воды и аммиаком в атмосфере.Когда содержание углерода превышает 0,2%, в титановом сплаве образуется твердый TiC; при высокой температуре под действием азота образуется TiN.

Изделия из титановых сплавов

Твердый поверхностный слой; при температуре выше 600°С титан поглощает кислород, образуя закаленный слой высокой твердости; при увеличении содержания водорода также образуется хрупкий слой. Твердый и хрупкий поверхностный слой, образующийся при поглощении газа, может достигать глубины от 0,1 до 0,15 мм и степени упрочнения от 20% до 30%.Титан также обладает высоким химическим сродством и может прилипать к поверхности трения.

Низкая теплопроводность

Теплопроводность титана λ = 15,24 Вт/(м·К) составляет около 1/4 никеля, 1/5 железа, 1/14 алюминия, а теплопроводность различных титановых сплавов составляет около 50 % ниже титана. Модуль упругости титанового сплава составляет примерно 1/2 модуля упругости стали, поэтому его жесткость плохая и легко деформируется. Он не подходит для создания стройных стержней и тонкостенных элементов.Величина пружинения обрабатываемой поверхности при резании очень велика, около 2-3 у нержавеющей стали. Двойной, вызывающий сильное трение, сцепление и износ сцепления на боковой стороне инструмента.

Титановый сплав обладает высокой прочностью и низкой плотностью, хорошими механическими свойствами, хорошей ударной вязкостью и коррозионной стойкостью. Кроме того, титановый сплав имеет плохую технологичность, его трудно резать, и он очень легко поглощает загрязняющие вещества, такие как водород, азот, азот и углерод, во время горячей обработки.Существует также плохая износостойкость и сложные производственные процессы. Промышленное производство титана началось в 1948 г. Развитие авиационной промышленности позволило развивать титановую промышленность со среднегодовым темпом роста около 8%. В настоящее время годовое производство материалов для механической обработки титановых сплавов в мире достигло более 40 000 тонн и почти 30 видов марок титановых сплавов. Наиболее распространены титановые сплавы Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2,5Sn (TA7) и технически чистый титан (TA1, TA2 и TA3).

Титановые сплавы в основном используются для производства компонентов компрессоров авиационных двигателей, за которыми следуют конструкционные компоненты ракет, реактивных снарядов и высокоскоростных самолетов. В середине 1960-х годов титан и его сплавы использовались в общей промышленности для изготовления электродов для электролизной промышленности, конденсаторов для электростанций, нагревателей для нефтепереработки и опреснения морской воды, устройств для контроля загрязнения окружающей среды. Титан и его сплавы стали коррозионностойким конструкционным материалом.Он также используется в производстве материалов для хранения водорода и сплавов с памятью формы.

Китай начал исследования титана и титановых сплавов в 1956 году; промышленное производство титановых материалов началось в середине 1960-х годов и расширилось до сплавов ТБ2.

Титановый сплав является важным новым конструкционным материалом, используемым в аэрокосмической промышленности. Его удельный вес, прочность и рабочая температура находятся между алюминием и сталью, но его удельная прочность высока, он обладает отличной коррозионной стойкостью в морской воде и очень низкой температурой.В Соединенных Штатах в 1950 году он впервые был использован в F-84 в качестве ненесущего компонента, такого как изоляционная панель задней части фюзеляжа, воздухозаборник и капот. В 1960-х годах использование титановых сплавов переместилось с задней части корпуса на среднюю, частично заменив конструкционную сталь, создав важные несущие элементы, такие как переборки, балки и закрылки. Количество титанового сплава, используемого в военных самолетах, резко возросло, достигнув от 20% до 25% веса конструкции самолета.С 1970-х годов в гражданских машинах стали в больших количествах использовать титановые сплавы. Например, в авиалайнере Boeing 747 было использовано более 3640 кг титана. Титан для самолетов с числом Маха более 2,5 в основном используется для замены стали для снижения веса конструкции. Другим примером является американский скоростной самолет-разведчик SR-71 (число Маха полета 3 и высота полета 26 212 метров). Титан составляет 93% веса конструкции самолета и известен как «полностью титановый» самолет.При увеличении тяговооруженности авиадвигателя с 4-6 до 8-10 и повышении температуры на выходе из компрессора с 200-300°С до 500-600°С диск компрессора низкого давления и первичные алюминиевые лопатки должны быть изготовлены из титановых сплавов или титановых сплавов вместо нержавеющей стали для изготовления дисков и лопаток компрессора высокого давления для снижения веса конструкции. В 1970-х годах титановые сплавы, используемые в авиационных двигателях, обычно составляли от 20% до 30% от общего веса конструкции.Они в основном используются в производстве компонентов компрессоров, таких как кованые титановые вентиляторы, диски и лопатки компрессоров, литые титановые компрессоры и полуфабрикаты. Корпус машины, корпус подшипника и т. д. В космическом аппарате в первую очередь используется высокая удельная прочность, коррозионная стойкость и низкотемпературная стойкость титановых сплавов для изготовления различных сосудов высокого давления, топливных баков, крепежных элементов, приборных ремней, каркасов и крышек ракет. Сварные детали из титанового сплава также используются в искусственных спутниках Земли, лунных модулях, пилотируемых космических кораблях и космических челноках.

Обычно используемые методы термообработки включают отжиг, твердый раствор и старение. Отжиг предназначен для устранения внутреннего напряжения, улучшения пластичности и структурной стабильности для достижения лучших общих характеристик. В общем случае температуру отжига сплава α и (α + β) сплава выбирают на 120–200 °С ниже точки фазового перехода (α + β) – → β; Твердый раствор и обработка старением представляют собой быстрое охлаждение из высокотемпературной зоны для получения мартенситной α-фазы и метастабильной β-фазы, затем разлагаются в области средних температур для разложения метастабильной фазы с получением мелкодисперсных частиц второй фазы, таких как α-фаза или соединение , тем самым достигая цели армирования сплава.В общем случае закалку сплава (α + β) проводят при температуре от 40 до 100 °С ниже фазового перехода (α + β) → β, а закалку метастабильного сплава β проводят при температуре от 40 до 80 °С выше (α + β ) - → точка фазового перехода β. продолжать. Температура старения обычно составляет от 450 до 550 °C.

Таким образом, процесс термической обработки титанового сплава можно резюмировать следующим образом:

(1) Отжиг для снятия напряжения: цель состоит в том, чтобы устранить или уменьшить возникающие остаточные напряжения. во время обработки.Предотвращает химическую атаку и уменьшает деформацию в определенных агрессивных средах.

(2) Полный отжиг: целью является достижение хорошей пластичности, улучшение технологичности, облегчение повторной обработки и улучшение размерной и структурной стабильности.

(3) Обработка на твердый раствор и старение: цель состоит в том, чтобы повысить прочность, и α-титановый сплав и стабилизированный β-титановый сплав не могут подвергаться термическому отпуску, отжигается только изготовление.Титановый сплав Α + β и метастабильный β-титановый сплав, содержащий небольшое количество α-фазы, могут дополнительно упрочнить сплав путем обработки на твердый раствор и старения.

Кроме того, чтобы удовлетворить особые требования к заготовке, в промышленности также используются процессы отжига металлов, такие как двойной отжиг, изотермический отжиг, β-термообработка и деформационная термообработка.

Режущие характеристики

Когда твердость титанового сплава превышает HB350, процесс резки особенно сложен.Когда он меньше HB300, может произойти прилипание, и его будет трудно разрезать. Однако твердость титанового сплава — это только один аспект, который трудно обрабатывать. Ключевым является влияние сочетания химических, физических и механических свойств титанового сплава на его обрабатываемость. Титановые сплавы обладают следующими режущими свойствами:

(1) Низкий коэффициент деформации: это необычная особенность обработки титанового сплава, а коэффициент деформации меньше или близок к 1. Расстояние трения скольжения стружки по передней поверхности значительно увеличивается, что ускоряет износ инструмента.

(2) Высокая температура резания: поскольку теплопроводность титанового сплава очень низкая (эквивалентна лишь 1/5–1/7 стали 45), контактная длина между стружкой и передней поверхностью очень мала, и тепло, выделяемое во время резки, не легко передается. Снаружи, сосредоточенная в небольшой степени вблизи зоны резания и режущей кромки, температура резания очень высока. При одинаковых условиях резания температура резания может быть более чем в два раза выше при резке стали.

(3) Сила резания на единицу площади высокая: основная сила резания примерно на 20% меньше, чем при резке стали. Поскольку длина контакта между стружкой и передней поверхностью очень мала, сила резания на единицу площади контакта значительно увеличивается, что может привести к выкрашиванию. В то же время из-за малого модуля упругости титанового сплава изгибная деформация легко генерируется под действием радиальной силы в процессе обработки, вызывая вибрацию, увеличивая износ инструмента и влияя на точность изготовления детали.Следовательно, технологическая система должна иметь лучшую жесткость.

(4) Охлаждающий эффект серьезный: из-за высокой химической активности титана легко поглощает кислород и азот воздуха, образуя твердую и хрупкую внешнюю оболочку при высоких температурах резания; в то же время пластическая деформация при резании также вызывает упрочнение поверхности. . Охлаждающий эффект не только снижает усталостную прочность детали, но и ухудшает износ инструмента, что является важным признаком при резании титановых сплавов.

(5) Инструмент удобен в носке: заготовка обрабатывается штамповкой, ковкой и горячей прокаткой, образуя твердую и хрупкую неровную корку, которая легко вызывает скалывание, что делает удаление твердой корки самым сложным процессом при обработке титановых сплавов. . Более того, из-за сильного химического сродства титанового сплава к материалу инструмента инструмент подвержен износу связи в условиях высокой температуры резания и высокой силы резания на единицу площади.При токарной обработке титанового сплава износ передней поверхности иногда даже больше, чем износ задней поверхности; при подаче f 0,1 > при f > 0,2 мм/об передний износ будет происходить сбоку; при использовании твердосплавных фрез и заготовок износ по задней поверхности предпочтительно составляет VBmax 0,4>

В процессе шлифования, поскольку теплопроводность материала из титанового сплава низкая, а контактная длина между стружкой и передней поверхностью очень мала, тепло возникающая при резании, она плохо переносится и узко сосредоточена вблизи очага режущей деформации и режущей кромки.Во время обработки на режущей кромке возникают чрезвычайно высокие температуры резания, что значительно снижает срок службы инструмента. В случае титанового сплава Ti6Al4V ключевым фактором стойкости инструмента является температура резания, а не сила резания с точки зрения прочности инструмента и мощности станка.

Инструментальный материал

Резка титанового сплава должна основываться на снижении температуры резания и уменьшении связи. Подходит для инструментальных материалов с хорошей красной твердостью, высокой прочностью на изгиб, хорошей теплопроводностью и плохим сродством к титановым сплавам.Подходит твердый сплав типа YG. Из-за низкой жаростойкости быстрорежущей стали следует как можно чаще использовать инструмент из твердого сплава. Обычно используемые твердосплавные инструментальные материалы: YG8, YG3, YG6X, YG6A, 813, 643, YS2T и YD15.

Пластины с покрытием YT и твердые сплавы будут иметь сильное сродство к титановым сплавам, что усилит износ инструментальной связки. Не подходит для резки титановых сплавов. Ванадиевая быстрорежущая сталь (например, W12Cr4V4Mo) может использоваться для составных и многозубых инструментов.), высоколегированная быстрорежущая сталь (например, W2Mo9Cr4VCo8) или алюминиевая быстрорежущая сталь (например, W6Mo5Cr4V2Al, M10Mo4Cr4V3Al) и другие инструментальные материалы, подходящие для резки сверл из титанового сплава, разверток, концевых фрез и других инструментов, протяжных инструментов.

Использование алмаза и кубического нитрида бора в качестве режущего инструмента для титановых сплавов может дать значительные результаты. Если для охлаждения эмульсии использовать природный алмазный инструмент, скорость резания может достигать 200 м/мин; если смазочно-охлаждающая жидкость не используется, скорость резания составляет всего 100 м/мин при том же расходе.

Меры предосторожности

В процессе резки титанового сплава обратите внимание на следующее:

(1) Поскольку модуль упругости титанового сплава мал, деформация зажима и деформация заготовки во время обработки значительно уменьшат механическую обработку. точность заготовки; прижимное усилие при установке изделия не должно быть слишком большим, а при необходимости можно добавить дополнительную опору.

(2) Если используется охлаждающая жидкость, содержащая водород, водород будет разлагаться и выделяться при высокой температуре в процессе резки, а поглощение водорода будет вызвано поглощением титана; это также может вызвать коррозионное растрескивание титанового сплава под напряжением при высоких температурах.

(3) Хлорид в смазочно-охлаждающей жидкости также может разрушаться или выделять токсичный газ при его использовании. При использовании его следует использовать безопасно. В противном случае не используйте его. После резки тщательно очистите его чистящим средством, не содержащим хлора, чтобы удалить остатки хлора. Вещи.

(4) Сплавы на основе свинца или цинка нельзя использовать в контакте с титановыми сплавами. Запрещены также медь, олово, кадмий и их сплавы.

(5) Все изделия, держатели или другие приспособления, контактирующие с титановым сплавом, должны быть чистыми; очищенные детали из титанового сплава должны быть защищены от загрязнения жиром или отпечатками пальцев, иначе в будущем может возникнуть коррозия под напряжением солей (хлорида натрия).

(6) В нормальных условиях при резке титанового сплава нет опасности возгорания. Только в случае микрорезки мелкая стружка будет иметь явление горения. Во избежание пожара, в дополнение к большому количеству охлаждающей жидкости для литейного производства, следует также предотвращать накопление стружки на станке, заменять инструмент сразу после притупления или снижать скорость резания, увеличивать количество подачи для увеличения толщины стружки. Если он горит, его необходимо потушить с помощью средств пожаротушения, таких как тальк, известковый порошок и сухой песок.Категорически запрещается использовать четыреххлористый углерод, углекислотный огнетушитель или воду, так как вода может ускорить горение и даже вызвать взрыв водорода.

В последние годы страны разрабатывают новые титановые сплавы с низкой стоимостью и высокими характеристиками, а также стремятся вывести титановые сплавы в коммерческую промышленность с большим рыночным потенциалом. Новые достижения в исследованиях материалов из титановых сплавов в стране и за рубежом в основном отражены в следующих аспектах.

Титановый сплав жаропрочный

Разработан первый в мире высокотемпературный титановый сплав Ti-6Al-4V при 300-350°С. Затем использовались сплавы типа IMI550 и ВТ3-1 при 400°C, а также сплавы типа IMI использовались 679, IMI 685, Ti-6246 и Ti-6242 при температуре от 450 до 500 °C. Новые жаропрочные титановые сплавы, успешно используемые в двигателях военной и гражданской авиации, включают IMI829 и IMI834 в Великобритании, Ti-1100 сплав в США и сплавы BT18Y и BT36 в России.В табл. 7 приведены максимальные рабочие температуры некоторых новых жаропрочных титановых сплавов в некоторых странах [26].

В последние годы разработка титановых сплавов с использованием быстрорежущих титановых сплавов посредством технологии быстрого затвердевания/порошковой металлургии, волокнистого или армированного композитного материала привела к использованию титановых сплавов выше 650°С [1,27,29 ,31]. Американская компания McDonnell Douglas успешно разработала титановый сплав высокой чистоты и высокой плотности с использованием технологии быстрого затвердевания/порошковой металлургии.Его прочность при 760°С соответствует прочности титанового сплава, используемого при комнатной температуре [26].

Соединение титана-алюминия

По сравнению с обычными сплавами титана наиболее выгодными преимуществами соединений титана-алюминия как интерметаллических соединений Ti3Al (α2) и TiAl (γ) на основе натрия являются высокотемпературные свойства (максимальная рабочая температура соответственно 816 и 982 ° C), сильная стойкость к окислению и сопротивление. Хорошие свойства ползучести и легкий вес (1/2 плотности для суперсплавов на основе никеля) делают их наиболее конкурентоспособными материалами для будущих авиационных двигателей и элементов конструкции самолетов [26].

В настоящее время в США производятся два титановых сплава Ti-21Nb-14Al на основе Ti3Al и Ti-24Al-14Nb- # v-0,5Mo. Другие титановые сплавы на основе Ti3Al, разработанные в последние годы, включают Ti-24Al-11Nb, Ti25Al-17Nb-1Mo и Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo [29]. Интерес представляют титановые сплавы на основе TiAl(γ) состава Т-(46-52)Al-(1-10)M (ат.%), где M v, Cr, Mn, Nb, Mn, At хотя бы один элемент Mo и W. В последнее время стали привлекать внимание титановые сплавы на основе TiAl3, такие как сплав Ti-65Al-10Ni [1].

Высокая прочность и высокая ударная вязкость β

Титановый сплав β-типа был впервые разработан компанией Crucible в середине 1950-х годов как сплав B120VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). Титановый сплав типа В обладает хорошими свойствами горячей и холодной обработки, легкой ковкой, может прокатываться и свариваться, а также может достигать высоких механических свойств, хорошей устойчивости к окружающей среде и ударной вязкости, а также вязкости разрушения при обработке старением твердого раствора.Наиболее представительными из новых высокопрочных высокопрочных титановых сплавов β-типа являются следующие [26.30]:

Ti1023 (Ti-10v-2F-al), который имеет те же характеристики, что и высокопрочная конструкционная сталь 30CrMnSiA. обычно используется в конструкциях самолетов и имеет отличные характеристики ковки;

Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), способность сплава к холодной обработке лучше, чем у промышленного чистого титана, а предел прочности при комнатной температуре после старения может достигать 1000 МПа и более;

β21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), новый тип антиоксидантного сверхвысокопрочного титанового сплава, разработанный подразделением Timet американской титановой корпорации. Обладает хорошей стойкостью к окислению и свойствами горячей и холодной обработки. Идеально, можно сделать из фольги 0,064 мм;

Титановый сплав SP-700 (Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe), успешно разработанный Nippon Steel Tube Co., Ltd. (NKK), обладает высокой прочностью, сверхпластическим удлинением до 2000% и температурой сверхпластической формовки, чем Ti- 6Al-4V ниже 140 ° C, может заменить сплав Ti-6Al-4V с технологией диффузионного соединения сверхпластичной формы (SPF / DB) для производства различных авиационных компонентов;

БТ-22 (ТИ-5в-5Mo-1Cr-5Al) разработки России имеет предел прочности более 1105 МПа.

Огнезащитный титановый сплав

Обычные титановые сплавы имеют тенденцию сжигать алканы при определенных условиях, что сильно ограничивает их использование. В ответ страны начали исследования огнестойких титановых сплавов и добились некоторых прорывов. Сплав c (также известный как Ti-1720), разработанный Лаосом, с номинальным составом 50Ti-35v-15Cr (массовая доля), представляет собой огнестойкий титановый сплав, нечувствительный к непрерывному горению и используемый в двигателях F119.БТТ-1 и БТТ-3 — разработанные в России огнестойкие титановые сплавы, все из которых представляют собой сплавы Ti-Cu-Al. Они обладают достаточно хорошими технологическими свойствами термодеформирования и могут быть использованы для изготовления сложных деталей [26].

Медицинский титановый сплав

Титан нетоксичен, имеет малый вес, высокую прочность и превосходную биосовместимость. Это идеальный медицинский металлический материал, который можно использовать в качестве имплантата, вживляемого в тело человека. В настоящее время сплав Ti-6Al-4v ELI по-прежнему широко используется в медицине.Однако последние осаждают очень небольшое количество ионов ванадия и алюминия, что снижает приспособляемость клеток и может нанести вред организму человека. Эта проблема уже привлекла к себе широкое внимание в медицинском сообществе. Еще в середине 1980-х годов Соединенные Штаты начали разработку биосовместимых титановых сплавов, не содержащих алюминия и ванадия, для ортопедической хирургии. Япония, Великобритания и др. также проделали большую исследовательскую работу в этой области и добились новых успехов.Например, в Японии разработан ряд титановых сплавов α + β с отличной биосовместимостью, в том числе Ti-15Zr-4Nb_4ta-0,2Pd, Ti-15Zr-4Nb-aTa-0,2Pd-0,20~0,05N, Ti-15Sn. -4Nb-2Ta-0,2Pd и Ti-15Sn-4nb-2Ta-0,2Pd-0,20, эти сплавы превосходят Ti-6Al-4v ЭЛИ по коррозионной стойкости, усталостной прочности и коррозионной стойкости. По сравнению с титановым сплавом α + β титановый сплав β обладает более высокой прочностью, лучшими характеристиками надреза и ударной вязкостью и больше подходит для имплантации в организм человека в качестве имплантата.Zr-2Fe), Ti-13Nb-13Zr, Timetal 21SRx (TI-15Mo-2,5Nb-0,2Si), Тиадин. 1610 (Ti-16Nb-9,5Hf) и Ti-15Mo. Предполагается, что в ближайшем будущем такие титановые сплавы с высокой прочностью, низким модулем упругости, отличной формуемостью и коррозионной стойкостью, вероятно, заменят сплав Ti-6Al-4V ELI, широко используемый в области медицины [28,32]. ].

После термообработки и термической обработки большая часть обработки поверхности требуется для удаления оксидной окалины и различных загрязнений с поверхности металла, снижения активности поверхности чистого металла, нанесения защитного слоя и различных функциональных покрытий на поверхности титана и его сплавов.Обработку поверхности проводят также до и во время процесса нанесения покрытия, причем покрытие наносят для улучшения свойств поверхности металла, например, для предотвращения коррозии, окисления и истирания.

Условия травления титана и его сплавов определяются видом (характеристикой) оксидного слоя и имеющегося реакционного слоя, а на вид этого слоя влияет процесс высокотемпературного нагрева и повышение температуры обработки ( например, ковка, литье, сварка и т. д.). . Только тонкий оксидный слой образуется при более низкой температуре обработки или температуре нагрева около 600°С или ниже, а богатая кислородом диффузионная область образуется вблизи оксидного слоя в условиях высокой температуры, и ее также необходимо элюировать кислота. В дополнение к этому богатый кислородом диффузионный слой. Можно использовать различные методы удаления накипи: механический способ удаления толстого оксидного слоя и твердого поверхностного слоя, накипь для удаления накипи в ванне с расплавленной солью, а также кислотную десорбцию и удаление накипи в растворе кислоты.

Во многих случаях может использоваться комбинация нескольких методов, например, механическое удаление окалины с последующим травлением или сначала удаление окалины с помощью соляной ванны с последующим травлением. В случае оксидного слоя и диффузионного слоя, образующегося при относительно высокой температуре, применяют специальный метод, а оксидный слой, образующийся при нагревании при высокой температуре до 600°С, в основном растворяется при обычном травлении.

Основным недостатком титана и титановых сплавов является низкая химическая реактивность с другими материалами при высоких температурах.Это свойство заставляет титановый сплав отличаться от обычных традиционных методов рафинирования, плавления и литья и часто вызывает повреждение формы; в результате цена на титановый сплав становится очень высокой. В результате они в основном использовались в конструкциях самолетов, самолетов и в высокотехнологичных отраслях, таких как нефтяная и химическая промышленность. Однако в связи с развитием космических технологий и повышением качества жизни людей титановые сплавы постепенно используются для изготовления спасательных изделий на благо жизни.Тем не менее, цены на эти продукты по-прежнему высоки, и в основном это дорогие продукты. Это титановый сплав. Не в состоянии нести самую большую смертельную травму.

Основные характеристики титанового сплава; промышленный чистый титан: промышленный чистый титан содержит больше примесей, чем химически чистый титан, поэтому его прочность и твердость также немного выше, его механические свойства и химические свойства аналогичны свойствам нержавеющей стали и лучше, чем у титанового сплава.По стойкости к окислению она превосходит аустенитную нержавеющую сталь, но у нее плохая термостойкость. Содержание примесей в ТА1, ТА2 и ТА3 увеличивается, в свою очередь увеличиваются механическая прочность и твердость, но в свою очередь снижается пластическая вязкость.

.

Титан и его сплавы

В биоматериалах мы делим их на: сплавы Ti-Ni с памятью формы, сплавы Ti-Al-V и неванадиевые сплавы, например, с Mo, Nb, Zr, Fe, Al.

  • Применение: Титановые сплавы применяются в авиационной (реактивные двигатели, космические челноки), военной, металлургической, автомобильной, медицинской (зубные имплантаты, ортопедические зажимы), экстремальных видах спорта и других отраслях промышленности

  • Физические свойства: титан легкий, но обладает высокой механической прочностью, что является его характерной чертой, при высокой чистоте пластичен, имеет высокую температуру плавления: 1649°С, блестит, имеет белый, металлический цвет, имеет высокая твердость, трудно поддается механической обработке, свойства титановых сплавов зависят от легирующих элементов

  • Химические свойства: Титан обладает отличной коррозионной стойкостью (почти такой же, как платина), устойчив к разбавленным кислотам, напр.серная, соляная и большинство органических кислот, газообразный хлор и щелочные растворы или морская вода. Чистый титан растворяется концентрированными кислотами. Это один из немногих элементов, который реагирует с чистым азотом, реагирует с фтором в жидких растворах, является парамагнетиком и обладает низкой электро- и теплопроводностью. В результате контакта титана с кислородом на его поверхности образуется пассивирующий слой оксида титана толщиной около 2 нм, что дополнительно повышает коррозионную стойкость .

  • Титан в биомедицинской инженерии: Биологические и физико-химические свойства титана привели к значительному прорыву в биомедицине. Титан используется в протезировании зубов. Обладает в несколько раз меньшей теплопроводностью, чем традиционные протезные материалы, высокой твердостью, механической прочностью и долговечностью. Кроме того, он не вызывает аллергических реакций и устойчив к коррозии. Сплавы титана с Al, Nb и Ta и титана с Al и Nb применяют для лечения переломов костей.Например, так называемый Пряжки Blount со сроком службы около 20 лет изготавливаются из титанового (43-47%) и никелевого (53-57%) сплава с памятью формы. Еще одно применение сплавов Ni-Ti — имплантационные пластины и устройства для лечения детского прикуса ] . Титан также используется в производстве хирургических инструментов, инвалидных колясок и костылей.Поскольку титан не является ферромагнитным материалом, пациенты с титановыми имплантатами могут безопасно проходить МРТ (магнитно-резонансную томографию).При подготовке титана к имплантации его следует очищать в потоке плазмы, которая сразу после завершения процесса окисляется .

  • Легирующие элементы:

  • α (и псевдо-α) сплавы - технический титан и сплавы с α-фазными стабилизирующими и упрочняющими элементами, например Ti- 5Al-2,5Sn , Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo , Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,25Si ;

    сплавы α + β -, при разных температурах и при пластической обработке, процентное содержание фаз разное, соотношение фаз может быть намеренно изменено, доля β при комнатной температуре колеблется от 5 до 40%, напр.: Ti-6Al-4V , Ti-6Al-2Mo-2Cr , Ti-6Al-6Mo-4Zr-2Sn ;

    .

    МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ШЛИФОВКА (ЧАСТЬ XI). ШЛИФОВАНИЕ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ

    В промышленной практике титановые сплавы встречаются в виде пластин, роликов и элементов необычной формы, например лопаток газовых турбин. Титан и его сплавы используются там, где важны высокая коррозионная стойкость, прочность и малый вес, например, для производства двигателей и приводных агрегатов в энергетике, а также в авиации и космонавтике. Из-за сложного производственного процесса титан примерно в 35 раз дороже механически обработанных сплавов и в 200 раз дороже

    , чем конструкционная сталь.Низкая теплопроводность обуславливает образование высоких температур при обработке, что приводит к образованию прижогов и микротрещин. Сопровождается интенсивными адгезионными и диффузионными явлениями, которые приводят к прилипанию активной поверхности абразивного инструмента. Конечный эффект абразивной обработки титановых сплавов во многом зависит от температуры резания, химического состава зерна и его структуры.

    Установлено, что при высоких температурах титан имеет высокое химическое сродство к абразиву, что способствует ускоренному износу инструмента.Поэтому рекомендуемым абразивом для обработки титана является зеленый карбид кремния или электрокорунд, обогащенный хромом, титаном или цирконием. Эти примеси значительно снижают диффузионно-адгезионные явления в зоне контакта инструмента с титановым элементом. Результаты исследования этих явлений показывают, что толщина диффузионного слоя сплава титана с оксидом алюминия составляет 400 мкм, а карбида кремния - 50 мкм. Более того, было обнаружено, что улучшение обрабатываемости можно получить и за счет соответствующего подбора химического состава титана.В силу вышеперечисленных причин шлифование титановых сплавов производят с применением малых скоростей резания в пределах 10 ÷ 15 м/с, и в исключительных случаях (с применением соответствующих смазочно-охлаждающих жидкостей) - до 28 м/с. . Несмотря на такие низкие скорости резания, срок службы абразивной ленты относительно невелик, а стоимость шлифования единицы объема высока. Например, это в 6-10 раз выше, чем затраты на шлифование того же количества нержавеющей стали. Однако шлифование абразивной лентой примерно в два раза менее энергозатратно по сравнению со шлифованием шлифовальным кругом на связке.

    Для получения удовлетворительных результатов при обработке титана и его сплавов следует использовать различные виды ленточной шлифовки в зависимости от потребностей. Возможно шлифование свободной абразивной лентой, лентой с нажимным элементом, лентой с программным абразивным покрытием и т. д. При шлифовании титановых сплавов нажимная пластина должна иметь минимально возможный диаметр и максимально возможную твердость. Обод прикатывающего колеса должен быть изготовлен из твердой резины, пластика или стали.Это обеспечит практически линейный контакт инструмента с заготовкой, а абразивное зерно при этом изнашивается за счет расщепления, а не адгезионного истирания, что способствует его прилипанию. Способ охлаждения и тип смазочно-охлаждающей жидкости также оказывают большое влияние на эффективность обработки. Шлифование в присутствии смазочно-охлаждающей жидкости не только увеличивает срок службы абразивной ленты, но и полностью исключает прижоги и микротрещины в поверхностном слое заготовки. Эффективность охлаждения значительно повышается, когда шлифование производится в условиях полного погружения заготовки в смазочно-охлаждающую жидкость.Наиболее эффективной смазочно-охлаждающей жидкостью является 10% водный раствор фосфата калия (K2PO4). Другой охлаждающей и смазочной жидкостью является минеральное масло, подаваемое в зону обработки. При измельчении титановых сплавов образуются пары и газы, которые необходимо удалять и очищать.

    Из нескольких десятков разновидностей бесконечных ремней Klingspor предлагает специальные версии для обработки титана и его сплавов. Klingspor GX 533 JF полиэстер/хлопчатобумажная ткань с полнозернистой синтетической смолой, связанной карбидом кремния, подходит не только для обработки титана и его сплавов, но и цветных металлов, пластмасс и минеральных материалов.Салфетка особенно рекомендуется для шлифовки концов хирургических инструментов из титана и латунных изделий сантехнической арматуры. Он обладает отличной способностью адаптироваться к радиусам

    и форме заготовки. Подложка из полиэстера и хлопка очень прочна на разрыв и поэтому идеально подходит для шлифования на автоматических станках и т.н. свободный переулок. Это полотно изготавливается из зерна в широком диапазоне зернистости, от Р80 до Р600.

    Ленты из полиэстера и хлопка с покрытием из карбида кремния: CS320Y и CS321X используются для широкополосной обработки очень твердых листов из титановых сплавов, производимых для аэрокосмической промышленности.Обработку проводят в эмульсии на основе минеральных масел, чаще всего в диапазоне грануляции Р60 – Р320.

    Для шлифования титана и его сплавов на кругах с твердым контактом используются бесконечные ленты из абразивной ткани Klingspor CS 910Y ACT с самозатачивающимся керамическим зерном глинозема. Зерно крепится на прочную полиэфирную подложку Y с синтетической смолой, а на полнозернистый слой нанесен дополнительный охлаждающий слой Multi, задачей которого является снижение температуры шлифования и уменьшение явления налипания материала на насыпь.Отличается широким спектром применения: титан и его сплавы, нержавеющая сталь и другие виды стали. Керамическое зерно глинозема характеризуется постоянной высокой агрессивностью и длительным сроком службы. Эта лента была специально разработана для тяжелых шлифовальных работ. Благодаря технологии ACT (Advanced Coating Technology) зерно имеет очень хорошую адгезию, а срок службы ленты значительно выше. Этот холст доступен с зернистостью от P24 до P80.

    Продукт, обеспечивающий большую гибкость при сохранении высокой прочности основы, - это CS 631 XF, оснащенный полуоткрытой насыпью на эластичном хлопковом полотне XF.Бесконечные ремни из этого материала рекомендуются для работы на контактных колесах средней жесткости. Этот материал подходит для промежуточного шлифования титана и его сплавов, а также изделий из нержавеющей стали. Холст CS 631 XF производится с зернистостью от P60 до P120.
    Также стоит упомянуть полотна Klingspor CS 931 JF и GX 931 JF, оснащенные, как и их предшественники, дополнительным слоем MULTI, но на этот раз на очень гибкой основе JF. Гибкая основа обеспечивает наилучшую адаптируемость абразивной ленты к радиусам и краям заготовки.Основная область применения – абразивная обработка титана и его сплавов, нержавеющих и сортовых сталей. Очень прочная на разрыв подложка GX 931 JF изготовлена ​​из смеси хлопка и полиэстера, благодаря чему обеспечивается высокая безопасность процесса при использовании лент на автоматических шлифовальных станках или при шлифовании на так называемых свободный переулок. Полотно CS 931 JF выпускается с зернистостью от Р80 до Р400, а полотно GX 931 JF — с зернистостью от Р60 до Р150.

    Ян Кржос
    Литература
    1. Klingspor 2016 каталог «Добрый. Сейф. Желтый". 2. Пщоловский В., Розиенкевич П., «Обработка натирания инструментами с покрытием», WN-T, Варшава, 1995.

    .

    СОЖ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТИТАНА ОТ MOTULTECH

    Детали

    Tytan благодаря своим техническим свойствам становится все более популярным материалом, используемым в промышленности. Одной из основных отраслей, в которой он нашел свое применение, является авиационная промышленность (двигатели, компрессоры, лопасти вентиляторов, винты вертолетов, компоненты шасси, гидравлические линии и т. д.).). По оценкам, вскоре половина ежегодных применений титана будет связана с авиационной промышленностью.

    Что делает титан таким привлекательным для авиации?

    Титан

    характеризуется исключительной механической прочностью при малом весе, что делает этот материал идеальным для использования в гражданской авиации, где целью является оптимизация потребления керосина на одного пассажира.

    Чем титановые сплавы отличаются от других материалов:

    • свет
    • возможность эксплуатации при низких и высоких температурах (от -50°С до +600°С)
    • превосходные механические свойства по сравнению со сталью и алюминием (пластичность, прочность, сопротивление усталости)
    • биосовместимость
    • низкая теплопроводность
    • исключительная коррозионная стойкость
    • простота использования и производства
    • хорошо сглаженные элементы

    Стоит отметить, что благодаря своим свойствам титан нашел применение и в медицине как биосовместимый материал.Используется при производстве протезов тазобедренного и коленного суставов, а также зубных имплантатов. В отличие от других металлов, не вызывает аллергических реакций.

    ТИТАНОВАЯ РАБОТА

    Низкая теплопроводность материала означает, что стружка и заготовка не поглощают тепло, а потому полностью поглощаются инструментами и смазочно-охлаждающей жидкостью. Поэтому при механической обработке титановых сплавов очень важен отвод тепла, снижение его выделения и достаточно высокие расход жидкости и давление.

    MotulTech предлагает широкий ассортимент охлаждающих жидкостей, специально разработанных для обработки титана. исключительные охлаждающие и смазывающие свойства.

    ИМЯ ОПИСАНИЕ НЕ ВКЛЮЧАЕТ ПРЕИМУЩЕСТВА
    Стабилис 9230 Высокоэффективный универсальный растворимый концентрат
    с высоким содержанием комплекса масел и эфиров.
    Продукт был специально разработан для тяжелых операций механической обработки
    и требовательных рынков
    , таких как аэрокосмическая промышленность

    Бактерициды,
    изотиазолинон,
    диэтаноламин (ДЭА),
    хлор, нитрит, сера, фосфор, формальдегид
    и
    продукты, выделяющие формальдегид.

    Меньший износ инструмента, оптимизация обработки поверхности
    , лучшее отделение посторонних масел, более длительный срок службы
    благодаря высокой биостойкости и стабильности
    , более высокая производительность, меньший износ,
    более низкий риск аллергии

    Сафкол 6420

    Универсальный полусинтетический растворимый концентрат
    , содержащий высокоэффективный сложный эфир.
    Продукт был разработан специально для стандартных и тяжелых операций механической обработки и
    требовательных рынков, таких как аэрокосмическая промышленность.

    Диэтаноламин (DEA),
    Хлор, нитрит, сера,
    Фосфор, формальдегид и продукты, выделяющие формальдегид.

    Меньший риск аллергии, более длительный срок службы
    продукта благодаря высокой биостойкости и стабильности,
    даже в очень жесткой воде, меньшие потери продукта
    в виде стружки обрабатываемых деталей, лучшее отделение посторонних масел,
    не пенится продукт в диапазоне жесткости воды от 50 до 800 частей на миллион,

    чистая рабочая среда
    Биокоол 3740

    Высокоэффективный синтетический растворимый концентрат с высоким содержанием полиалкиленгликоля (ПАГ).
    Продукт был специально разработан для тяжелых операций механической обработки
    под высоким давлением
    (до 600 бар) и для требовательных рынков,
    таких как аэрокосмическая промышленность.

    Бактерициды, изотиазолинон, диэтаноламин (ДЭА), хлор,
    нитрит, сера, фосфор,
    формальдегид и продукты, выделяющие формальдегид.

    Хорошо справляется с отложениями и микрополостями, меньший
    износ инструмента, лучшее качество поверхности,
    оптимальное извлечение посторонних масел,
    повышенная производительность и скорость резания,
    лучшая видимость во время операций механической обработки, более длительный срок службы
    продукта благодаря высокой биостойкости и стабильности ,
    меньше риск аллергии
    Биокоол 3210 Синтетический растворимый концентрат, разработанный
    специально для стандартных операций механической обработки и шлифования
    и требовательных рынков, таких как
    аэрокосмическая промышленность

    Диэтаноламин (ДЭА), хлор,
    нитрит, сера, фосфор,
    формальдегид и продукты, выделяющие формальдегид.

    Хорошо справляется с шламом и микрополостями, меньше
    потерь стружки на заготовках
    , оптимальное отделение посторонних масел, чистая рабочая среда, лучшая видимость во время обработки
    операций обработки, более длительный срок службы благодаря высокой
    биостойкости и стабильности даже в очень больших твердых вода, меньший износ, меньший риск аллергии

    .

    Почему цена на титановый сплав выше, чем на чистый титан? | НОВОСТИ

    Почему цена трубы из титанового сплава выше, чем цена трубы из чистого титана?

    Коммерческая трубка из чистого титана представляет собой трубку, содержащую менее 98% титана, содержащую небольшое количество кислорода, азота, водорода, углерода, кремния и железа. В зависимости от чистоты титана он делится на класс 1, проходной класс 2, 3-й класс, класс 4 и другие классы, титановая трубка GRADE1 содержит 99,5% или более титана. Трубка из титанового сплава представляет собой титановую трубку, содержащую некоторые компоненты из сплава. Почти все продукты из титанового сплава в соответствии с национальным стандартом Китая дороже, чем чистый титан. Ты знаешь почему?

    1, Минус производство. В 1910 году американцы приложили огромные усилия, чтобы добыть менее 1 г титана и классифицировали титан как редкий металл. Наиболее часто применяют способы взаимодействия четыреххлористого титана с магнием с образованием хлористого магния и титана под действием высокой температуры.По сравнению с годовым производством стали в миллиарды тонн, титан имеет мощность всего в десятки тысяч тонн в год. С другой стороны, Китай является крупнейшей страной с запасами титана, а ряд крупных Хижин имеют избыточные мощности и начинают плавить титан, поэтому цена на титан снижается с каждым годом.

    2. Цены на сырье не из дешевых. Чистый титан очень мягкий, поэтому для повышения его прочности необходимо добавлять другие элементы. Например, титан-64, который обычно используется в аэрокосмической промышленности, следует смешивать со многими другими элементами, чтобы улучшить характеристики металла.Титановая губка, титановые сплавы, от титановой губки до пластины из титанового сплава, часто проходят ряд процессов. Вакуумную дуговую печь необходимо плавить более двух раз, контролируя скорость плавления, напряжение и ток, а также контролируя загрязнение элементов (таких как Fe, C, N, H, O).

    3. Низкая эффективность обработки. Твердость чистого титана в промышленных масштабах составляет около 200 ~ 300 по сравнению со сталью, титановые сплавы даже выше. Плохая производительность титанового сплава проявляется в следующих аспектах: во-первых, теплопроводность титанового сплава мала, а теплопроводность плохая.Теплопроводность титанового сплава составляет около 10 Вт/мК, а нержавеющей стали 304 – около 15 Вт/мК. Следовательно, высокая теплота, выделяемая при механической обработке, не может быть эффективно разрушена, а длина контакта между режущими кромками и стружкой мала, так что тепло может собираться на режущих кромках. Температура резко повысится, в результате чего твердость красной кромки уменьшится, а лезвие размякнет и ускорится износ инструмента. Во-вторых, высокая химическая активность титанового сплава. наряду с реакцией высокой температуры и воздуха увеличивается содержание междоузельных элементов, О и N, происходит окисление поверхности заготовки, упрочнение, увеличение силы резания на единицу площади и увеличение напряжения лезвия, в результате в изношенном или искривленном лезвии.В-третьих, модуль упругости титанового сплава невелик и подвержен большим деформациям, щеточным уплотнениям, искажениям и вибрациям в разрезе, что приводит к плохой геометрической форме и точности, повышенной шероховатости поверхности, повышенной шероховатости поверхности и увеличению износ инструмента.

    4. Низкие сварочные характеристики для титана. В прошлой статье мы обсуждали результаты сварки титана. С развитием технологии сварки была решена технология сварки титановых сплавов.Франция и Соединенные Штаты относительно продвинуты в технологии сварки титановых сплавов. Франция, сварочное оборудование является самым передовым, а Соединенные Штаты первыми использовали титановый сплав в качестве конструкционных компонентов, используемых в самолетах, поэтому были произведены знаменитые F-86, F-15, а затем F-16, F-18. Россия и Япония начинают поздно, но быстро расширяются.

    В последние годы, вызванные традиционными средствами массовой информации, средства массовой информации, изделия из титана и изделия из титанового сплава имеют хорошие экспериментальные результаты с аэрокосмическими, высококачественными декоративными материалами для человеческого тела, имплантированными медицинскими материалами.Однако использование титанового сплава особой популярностью не пользуется, поэтому цена будет высокой. SHEW-E STEEL PIPES поставляет титановые трубы ASTM B338 и трубы из титанового сплава B338 класса 2, класса 5 и так далее. Для получения более подробной информации позвоните нам или напишите нам [email protected] сегодня!

    .

    Титановый теплообменник для производителей и поставщиков титана 0,6 мм Китай - Цена

    Шесть форм титана

    1. Высокая прочность

    Прочность / плотность из титана можно получить высокопрочные компоненты, хорошую посадку, меньший вес. Титан используется для авиационных двигателей, рам, обшивки, крепежа и шасси.

    2.Антикоррозийный

    По сравнению с нержавеющей сталью, коррозия титанового сплава лучше во влажном воздухе, морской воде, титан в значительной степени устойчив к точечной коррозии, кислотной коррозии и коррозии под напряжением. Титан коррозионностойкий к щелочам, хлоридам, хлорорганическим солнцезащитным веществам, серной кислоте, азотной кислоте.

    3. Высокая термостойкость

    Температура применения титана выше, чем у алюминиевых сплавов.Титан может работать при температуре 450-500 ℃ в течение длительного времени. Титановый сплав обеспечивает высокую прочность при работе при температуре 150-500 ℃. Рабочая температура титана может достигать 500 ℃

    4. Низкотемпературная стойкость

    Титановые сплавы сохраняют свои механические свойства при работе при низких или очень низких температурах. Титановые сплавы с низким сопротивлением и сверхнизким междоузлием по-прежнему обладают хорошей пластичностью, поэтому титановый сплав является своего рода низкотемпературным конструкционным материалом.

    5. Экологически чистый металл

    Теплопроводность титана ниже, чем у углеродистой стали или меди, но титан обладает очень хорошей коррозионной стойкостью, поэтому толщина титана может быть значительно уменьшена, а также режим теплообмена - капельный конденсат между титаном и паром. Этот тип режима снижает сопротивление теплопередаче, не загрязняет поверхность титана, что улучшает теплопроводность титана.

    6.Хорошая теплопроводность

    Титан - немагнитный металл, он не намагничивается в большом магнитном поле, также титан не содержит токсинов и совместим с кровью, там титан используется в медицине.

    .

    Что такое обработанный титан. Механическая резка и обработка

    Актуальность

    Для производства конструкций и деталей из титановых сплавов применяют все виды обработки: шлифование, заточку, сверление, фрезерование, полирование.
    Одной из важных функций при обработке механических деталей из титана и сплавов является то, что необходимо обеспечить ресурс, особенно усталостные характеристики, во многом зависящие от характеристик поверхностного слоя, образующегося при холодной обработке.Из-за низкой теплопроводности и др. Специфические свойства титана, шлифовка как завершающая стадия обработка Трудно. При шлифовании фибра очень легко может создавать дефектные структуры и в поверхностном слое могут возникать остаточные напряжения, растяжения, что значительно снижает прочность изделий усталости. Поэтому шлифование деталей из титана обязательно проводят на пониженных скоростях, а при необходимости его можно заменить лезвийной или абразивной обработкой низкоскоростными методами.В случае шлифования оно должно проводиться по строго регламентированным режимам с последующим контролем поверхности детали на наличие СПИДа и сопровождается улучшением качества деталей закалкой с поверхностной пластической деформацией. (ППД).

    Сложность

    Из-за высокопрочных свойств титан плохо обрабатывается порезами . Он имеет высокое отношение эксплуатационной прочности к времени прочности на разрыв около 0,85-0,95. Например, для стали этот показатель не превышает 0,75.В результате при механической обработке титановых сплавов требуются большие усилия, что из-за низкой теплопроводности влечет за собой значительное повышение температуры в приповерхностных слоях реза и затрудняет охлаждение зоны реза. Из-за тяжелого захвата на режущей кромке нарастает титан, что значительно увеличивает силу трения. Кроме того, сварка и наклеивание титана в местах контакта поверхности приводят к изменению геометрии инструмента. Такие изменения, изменяющие оптимальную конфигурацию, влекут за собой дальнейшее увеличение трудоемкости обработки, что, соответственно, приводит к еще большему повышению температуры в месте контакта и ускоряет износ.На скорость резания в первую очередь влияет скорость резания и в меньшей степени зависит от мощности подачи инструмента. Наименьшее влияние на повышение температуры оказывает глубина резания.

    Под действием высоких температур при резке титан будет окисляться. Картофель фри I. обработанный Детали. Это влечет за собой проблему последующей стружки, связанную с ее утилизацией и плавлением. Аналогичный процесс обработки обрабатываемой детали в соседней может привести к ухудшению ее эксплуатационных характеристик.

    Сравнительный анализ

    Холодный процесс обработка титанового сплава. В плане рассмотрения в 3-4 раза сложнее обработки углеродистых сталей и в 5-7 раз - обработки алюминия. По данным ММПП «Салют», титановые сплавы Титан5 и ВТ5-1 по сравнению с углеродистой сталью. (С 0,45% С), имеют относительный коэффициент обработки 0,35-0,48, а у сплавов В6, ВТ20 и ВТ22 этот показатель еще ниже, 0,22-0,26. Рекомендуется использовать низкую скорость резания при обработке с малой подачей, используя для охлаждения большое количество охлаждающей жидкости.При обработке титановых изделий применяют режущий инструмент из наиболее износостойкой быстрорежущей стали, предпочтение отдают твердым сплавам. Но даже при всех указанных режимах резания скорость должна быть снижена не менее чем в 3-4 раза, по сравнению с обработкой стали, что должно обеспечить приемлемую стойкость к инструментам, особенно при работе на станках с ЧПУ.

    Оптимизация

    Температуру в зоне резания и силу резания можно значительно снизить за счет увеличения содержания водорода в сплаве, вакуумного отжига и соответствующей механической обработки.Проводя сплав титановых сплавов с водородом для окончательной обработки, значительное снижение температуры в зоне резания позволяет снизить усилие резания, увеличивает стойкость инструмента до 10 раз в зависимости от природы сплава и режима резания. режим. Этот метод позволяет увеличить скорость обработки в 2 раза без потери качества, а также увеличивает усилие и глубину при ведении реза без ограничения скорости.

    Для механической обработки деталей из сплавов титан Широкое применение получили технологические процессы, которые позволяют с помощью многофункционального оборудования объединять несколько операций в одну.Большинство соответствующих технологических операций выполняется на многофункциональных станках (обрабатывающих центрах). Например, на станках МА-655А, ФП-17СМН, ФП-27С изготавливают силовую часть штамповкой; Детали типа «консоль», «колонна», «Корпус» из фасонного литья и штамповки – станки «Горизонт», МЭ-12-250, МА-655А, листовые панели – станок ВФЗ-М8. На этих станках при обработке большинства деталей реализуется принцип «максимального» завершения обработки за одну операцию, что достигается за счет последовательной обработки деталей с нескольких сторон на одном станке с несколькими установленными на нем.

    Перешлифовка

    В связи с необходимостью приложения повышенных усилий при обработке титановых сплавов, как правило, на больших станках (ФП-7, ФП-27, ФП-9, ВФЗ-М8 и др.). Фрезерование – наиболее трудоемкий процесс в производстве деталей. Особенно большой объем такой работы составляет изготовление деталей силового каркаса самолета: нервюры, шпангоуты, балки, лонжероны, траверсы.

    При фрезеровании деталей "Траверсы", "Балки", "Ребра" используется несколько методов. 1) специальными гидравлическими или механическими копировальными аппаратами на универсальных резаках.2) на копиях на гидравлических копировально-фрезерных станках. 3) На станках с ЧПУ типа МА-655С5, ФП-11, ФП-14. 4) Использование трехкоординатных станков с ЧПУ. Одновременно применяют: специальные комбинированные фрезы с переменным углом наклона в процессе обработки; вогнутые вогнутые и выпуклые радиальные профильные фрезы; Концевые фрезы с подвесом плоскости стола под необходимым углом.

    Для обработки авиаматериалов в нашей стране создано множество станков, не уступающих международным стандартам, а некоторые из них не имеют аналогов за рубежом.Например, станок VF-33 с ЧПУ (Three-Zpindel Trunordinet продольного фрезерования) предназначен для одновременной обработки тремя шпинделями панелей, монорельса, ребер, балки и других деталей, таких как тяжелые и легкие самолеты.
    Станок 2ФП-242 В, имеющий два подвижных портала и ЧПУ (продольно-фрезерный трехшпиндельный четырехкоординатный), предназначен для обработки общих пар и панелей тяжелых и широкообмоточных подъемных самолетов. Станок ФЭД-1, оснащенный подвижной колонной, горизонтально-расточным фрезерным станком, 15-координатным ЧПУ - предназначен для обработки Поверхностей башмаков пуговиц и крыла широкой плоскости корпуса.СГПМ-320, гибкий производственный модуль, включающий в себя токарный станок, ЧПУ АТ-320, 13 Инструментальный магазин, Манипулятор автоматического снятия и установки деталей ЧПУ. Гибкий производственный комплекс Алк-250, созданный для изготовления прецизионных деталей корпуса гидроагрегатов.

    Инструменты

    Обеспечить оптимальные условия Резка I. Качественная поверхность детали, необходимо соблюдать соблюдение геометрических параметров инструмента из твердой и быстрорежущей стали.Стамески AC8 используются для заточки кованых заготовок. Рекомендуются следующие геометрические параметры резца при газонасыщенной оболочке: Главный угол в плане φ1 = 45°, вспомогательный угол в плане φ = 14°, передний угол γ = 0°; Задний угол α = 12°. И следующие режимы резания: Подача S = 0,5 - 0,8 мм/О, глубина резания Т Не менее 2 мм, скорость резания V = 25 - 35 м/мин. Для проведения чистой и полученной непрерывной тяги могут применяться инструменты из неподвижных лап ВК8, ВК4, ВКБМ, ВК6 и др. с глубиной резания 1-10 мм, скорость резания V=40-100 мм/ мин, а подача должна быть s = 0, 1-1 мм/о.Также можно использовать инструмент из быстрорежущей стали (Р9К5, Р9М4К8, Р6М5К5). Для резцов из быстрорежущей стали была разработана следующая геометрическая конфигурация: радиус по вершине R = 1 мм, обратный угол α = 10°, φ = 15°. Приемлемые режимы резания для заточки титана достигаются при глубине резов Т = 0,5-3 мм, v = 24-30 м/мин, с

    Твердые сплавы

    Проведение фрезерных работ с титаном затрудняет наклеивание титана на валы фрез и их выкрикивание.Для изготовления рабочих поверхностей сеялки применяют твердые сплавы ВК8, ВК6М, ВК4 и стальные стали Р6М5К5, Р9К5, Р8МЗК6С, Р9М4К8, Р9К10. Для выполнения фрезерования титана с помощью фрезы с пластинами из сплава ВК6М рекомендуется использовать следующий режим резания: t = 2 - 4 мм, V = 80 - 100 м/мин, s = 0,08-0,12 мм/мин. зуб.

    Сверление

    Характеристики сверления титана

    затрудняют налипание стружки на рабочую поверхность инструмента и прилипание ее к сверлению съемных канавок, что приводит к повышению стойкости к резанию и быстрому износу режущей кромки.Чтобы этого не произошло, рекомендуется проводить глубокое сверление, чтобы периодически очищать инструмент от стружки. Для сверления применяют инструмент из быстрорежущей стали Р12Р9К5, Р18Ф2, Р9М4К8, Р9К10, Р9Ф5, Ф2К8МЗ, Р6М5К5 и цельный алюминий ВК8. При этом рекомендуются следующие параметры геометрии сверла: для угла наклона спиральной канавки 25-30, 2φ0=70-80°, 2φ=120-130°, α=12-15 °, φ = 0-3°.

    Жидкости гидравлические

    применяются для повышения производительности при обработке титановых сплавов резанием и увеличения ресурса используемого оборудования.К ним относятся смазка и охлаждение в галоиде. Охлаждение обрабатываемых деталей осуществляется методом обильного орошения. Использование галлоидсодержащих жидкостей при обработке влечет за собой образование солевой корки на поверхности титановой детали, которая при нагреве и одновременном напряжении может разъедать соль. Для предотвращения этого после обработки системой охлаждения РЗ детали дорабатываются, в ходе которой снимается поверхностный слой до толщины 0,01 мм.Использование RZ Coolant 8 во время сборочных операций не допускается.

    Шлифование

    Технологичность титановых сплавов существенно влияет на их химический и фазовый состав, тип и параметры микроструктуры. Обработка полуфабрикатов и деталей из титана с крупнопластинчатой ​​структурой наиболее сложна. Этот тип структуры доступен в фасонных отливках. Кроме того, фасонные титановые отливки имеют на поверхности газовую корку, сильно влияющую на износ инструмента.

    Шлифование титановых деталей затруднено из-за высокого коэффициента трения держателя контактов. Оксидная поверхность фольги легко повреждается трением под действием определенных нагрузок. В процессе трения в местах контакта поверхностей происходит активный перенос материала с обрабатываемой детали на инструмент («ГРАПЛИАЦИЯ»). Этому способствуют и другие свойства титановых сплавов: меньшая теплопроводность, увеличение упругой деформации при относительно низком модуле упругости.За счет разделения тепла на поверхности трения оксидная пленка уплотняется, что, в свою очередь, увеличивает прочность поверхностного слоя.

    Для обработка деталей из титана Применяется ленточное шлифование и шлифование абразивным кругом. Для промышленных сплавов наиболее распространено использование абразивных катушек из зеленого карбида кремния, обладающего высокой твердостью и хрупкостью при стабильности физико-химических свойств при более высоких абразивных способностях, чем черный карбид кремния.

    Цена покупки

    Компания "Электровк-сталь" реализует металлопрокат По оптимальной цене. Он формируется с учетом курсов LME (London Metal Exchange) и зависит от технологических особенностей производства без учета дополнительных затрат. Мы поставляем полуфабрикаты из титана и его сплавов в широком ассортименте. Вся партия продукции имеет сертификат качества в соответствии с требованиями стандартов. У нас вы можете купить оптом самую разную продукцию для крупносерийного производства.Широкий выбор, исчерпывающие консультации наших менеджеров, доступные цены и своевременная доставка определяют лицо нашей компании. Оптовые закупки – это система скидок.

    По сравнению с другими металлами, Механическая обработка Титана Требует более высокого спроса и выполняется в жестких условиях. Титановые сплавы. Они обладают определенными свойствами, которые могут существенно повлиять как на процесс резки, так и на разрезаемый материал. Если режим и инструмент подобраны правильно и деталь еще и надежно отремонтирована. Металлообрабатывающий титан. . Это будет очень эффективно. Вы также можете избежать многих проблем, которые часто возникают при обработке титана . Достаточно преодолеть эффект того, что на Титане есть процесс металлообработки.

      Многие свойства, привлекающие статус привлекательного материала для производства деталей, оказывают существенное влияние на его обрабатываемость, а именно:
    • имеет меньшую гибкость и легче поддается гибкости, в отличие от стали;
    • высокая прочность по отношению к своему весу, а его плотность составляет 60% от плотности стали;
    • низкая теплопроводность;
    • более высокая коррозионная стойкость, чем у нержавеющей стали;

    Все вышеперечисленные свойства означают, что титан обладает высокими и концентрированными усилиями при обработке.Часто производит вибрацию при обработке и приводит к быстрому износу нарезанных деталей. Кроме того, Титан не расходует тепло. поэтому Обработка Требуется качественный качественный инструмент.

    Трудности обработки титана

    Считается, что титан трудно поддается обработке, но, как правило, с использованием современного оборудования, инструментов и методов обработки. Частично сложно с Б. - Это новая область, где еще не оценен большой опыт.Титан также может показаться более сложным в обращении по сравнению с другими металлами, такими как чугун или малоизвестная сталь. Механическая обработка титана . Должна выполняться с другими каналами и скоростями по сравнению с другими металлами, но все же может быть очень простой в обращении. Если титановая деталь удивляет станком, в хорошем состоянии и оснащенным специальным шпинделем конусной формы ISO 50, с коротким выходом инструмента - проблем быть не должно, при условии, что режущий инструмент подобран правильно.

    Но при фрезеровании не всегда бывают стабильные и идеальные условия. Кроме того, многие Детали от Титана. имеют сложную форму с узкими, мелкими или глубокими и крупными карманами, тонкими скосами и стенками. Чтобы получить правильную и успешную обработку этих форм, неизбежно необходимо, чтобы это могло привести к более быстрой деформации инструмента. Да и потенциальные проблемы с вибрацией часто возникают при обработке металлов.

    Как справиться с вибрацией и теплом Механическая обработка титана

    : Большинство станков оснащены шпинделями с конусом ISO 40.Из-за интенсивного обращения с этими машинами они не остаются в новом состоянии. Обработка Как правило, включает контурную обработку, нарезание канавок или обработку кромок, все эти операции способны проводить вибрации. Поэтому необходимо принимать меры для ее предотвращения, возможности увеличения зажимной силы деталей. Основной способ решить эту проблему — несколько раз зафиксировать штаны там, где заготовки находятся ближе к шпинделю, что помогает ослабить вибрацию.
    В связи с тем, что титановый материал сохраняет свою прочность и твердость при высоких температурах, на кромку реза действует большая нагрузка. При этом на месте реза выделяется большое количество тепла, а это риск деформации. Таким образом, большое значение при обработке Титана . Обеспечивает правильный выбор геометрии таблицы-заполнителя и знака остановки. Решением этой проблемы являются пластины с покрытием PVD, которые способны значительно улучшить характеристики.

    Необходимые условия для расчета режима резания титана при обработке металлов:

    Точность торца и рациональная проверка инструмента очень важны при механической обработке титана .Например, если пластина установлена ​​неправильно в случае с ножом, это приведет к быстрому повреждению режущих кромок. Хотя предпочтение отдается геометрии с положительным передним углом, инструмент со слегка отрицательным передним углом способен обрабатывать более высокие каналы, достигающие 0,5 мм. на зуб В этом случае большое значение имеет надежность купюры и жесткость станка.
    Минимальный штраф при фрезеровании титана обычно составляет 0,1 мм. на зуб Вы также можете уменьшить скорость вращения шпинделя, чтобы получить начальную скорость подачи.Неправильно выбранная скорость вращения шпинделя может снизить сопротивление на 90% при минимальном контакте зубьев.
    Как только будут заданы стабильные условия, подача и частота вращения шпинделя могут быть увеличены для достижения оптимальной производительности. Другой способ — уменьшить пластины резака или выбрать нож с меньшими пластинами.

    Производство НПП Русмет Ручки металлические металлические
    Позволяет резать титан, резать алюминий и его сплавы, производить латунь, производить медь и другие цветные металлы и их сплавы, изделия из металла на станках с ЧПУ.
    Важно знать, что наиболее эффективным методом является обработка металла , заказы на производство и

    Механическая обработка титана - технологический процесс, при котором заготовке придают требуемую форму, размер, а также чистоту поверхности. Этот металл очень прочен, прекрасно противостоит коррозии, имеет малый вес. Эти особенности являются важными преимуществами и определяют широкую сферу применения титановых сплавов и самого металла в чистом виде. Чаще всего используется как конструкционный материал в:

    • ракетостроении;
    • производство авиационного оборудования;
    • морская верфь.

    В то же время с Титаном сложно взаимодействовать, требуется не только дорогое мощное оборудование, но и профессиональный подход. Поэтому доверить выполнение сложных работ лучше опытным специалистам Профладермет.

    В своей работе мы используем передовые технологии, новейший лазер, шлифовальный станок, резаки и другие мощные, точные приспособления, что гарантирует качество конечного результата.

    Существует несколько видов обработки Титана:

    • резка;
    • переточка;
    • шлифовка;
    • сверление.

    Каждый из этих шагов имеет свои особенности и сложности, которые необходимо учитывать при выполнении заданий. Это не только выбор правильного оборудования, но и правильная его настройка, скорость выполнения каждой задачи и другие параметры.

    Резка титана: разновидности и особенности процесса

    Резка металла является наиболее популярным видом мевинного материала, так как позволяет получить заготовку нужного размера, а иногда и формы. Существует несколько видов резки этого металла, самые популярные:

    Последний способ применяется крайне редко, в основном, если заготовки имеют небольшую толщину.При этом процесс требует большого количества операций постобработки и имеет множество противопоказаний. Поэтому в большинстве случаев резка титановых заготовок производится лазерным оборудованием или абразивами.

    Суть гидроабразивной резки заключается в том, что под воздействием очень мощной струи воды, в которую заранее помещены твердые частицы абразива, произойдет рез металла. У техники много плюсов:

    • возможность получить клыки на сложности;
    • высокоскоростная металлообработка;
    • рез чистый, качественный и не требует материала;
    • минимальный объем отходов;
    • можно работать с титановыми пластинами большой толщины.

    Но гидроабразивная резка достаточно дорогая процедура, это единственный недостаток.

    Лазерная резка титанового листа и заготовок предусматривает использование мощного лазерного луча, который продвигает металл благодаря очень высоким температурам. При этом в процессе температурные воздействия проявляются только в месте реза, а не в самом металле в целом, благодаря чему заготовка не деформируется. В результате надрез получается идеально ровным, с точностью реза до 0,05 мм, дополнительная обработка не требуется.Отходов при резке минимум, а скорость процесса достаточно высокая. Метод отличается не только высоким качеством, но и надежностью – при лазерной резке брака не бывает, к тому же благодаря компьютерной программе можно рассчитать наиболее оптимальный результат.

    Фрезерование титана: Функции обработки

    Фрезерование — это процесс обнажения металла специальными инструментами — фрезами — для придания заготовке желаемой формы. При этом, используя профессиональное оборудование, можно добиться высокой точности исполнения, изготовить большое количество идеально одинаковых элементов.

    Для того чтобы фрезеровка изделий из титана была качественной, рекомендуется придерживаться некоторых советов:

    1. Следите за тем, чтобы площадь контакта была небольшой. Одной из характеристик этого металла является его плохая теплопроводность. При работе с этим металлом основной процент тепла передается рабочему инструменту.
    2. Используйте фрезы с большим количеством зубьев (в идеале десять и более). Это избавит от необходимости уменьшать подачу к зубу и повысит эффективность.
    3. После проверки создайте чипы по принципу «от грубого к мелкому», т.е.Начинайте работать с максимальной толщины реза, постепенно доводя до минимальной. Так, толстая стружка на входе поглощает образующееся тепло, а тонкая стружка на выходе не прилипает.
    4. Выполнение дуговой резки. Это не только увеличит срок службы инструмента, но и предотвратит резкие рывки, обеспечит постепенное увеличение силы резания.
    5. Каждый раз, когда инструмент выходит из материала, удаляйте фаску под углом 45 градусов. Это уменьшит резкость перехода и позволит избежать повреждения поверхностей компаний.
    6. Вы предпочитаете фрезы с большим вспомогательным задним углом.Таким образом, площадь первой кромки возьмет на себя нагрузку, а следующее увеличение увеличит дорожный просвет. Как следствие, увеличение производительности и срока службы инструмента.
    7. Используйте инструмент меньшего диаметра, чем канавки. При измельчении изделий титан поглощает большое количество тепла. Необходимо место для охлаждения резака. В идеале диаметр фрезы не должен превышать 70% диаметра будущего паза.

    Сверление

    Сверление – это вид обработки материала, при котором с помощью специального вращающегося инструмента вырезаются отверстия разного диаметра.При сверлении титана на рабочую поверхность инструмента постоянно налипает мелкая стружка, что доставляет массу неудобств в работе. Чтобы инструмент бурового канала не вышел из строя, необходимо постоянно очищать буровые каналы и ток. Рекомендуется использовать сверла из твердых, прочных материалов.

    Шлифовка

    Шлифовка относится к завершающему виду механической обработки Титана. В ходе этого процесса с поверхности детали или заготовки, на которую наносятся абразивы, снимается тонкий слой металла.В случае изделий из титана это особенно важно в связи со специфическими свойствами самого материала, а также титановых сплавов. На их поверхности часто образуются различные дефекты. Кроме того, на титановых сплавах часто появляются плаггеры. Все это влияет на усталостные характеристики готовых изделий и снижает их качество.

    Для минимизации риска отрицательного результата шлифование титановых изделий и заготовок производится на низких валках станка с использованием специальных режимов.Как вариант, повышение прочности готового изделия за счет пластической деформации. После шлифовки заготовки ее обязательно проверяют на наличие каких-либо дефектов, в том числе и фиктивных.

    На заключительном этапе шлифования также можно использовать силиконовый круг или непрерывные абразивные ленты, которые делают металлическую поверхность идеально текучей.

    Основные проблемы, которые могут возникнуть при механической обработке титана

    Механическая обработка титана представляет собой сложный технологический процесс.Основными проблемами, с которыми может столкнуться подрядчик, являются низкая теплопроводность металла, а также высокая склонность к прилипанию и заклиниванию. Поэтому, чтобы свести к минимуму неудобства при обкатке титановых заготовок, рекомендуется использовать охлаждающие жидкости.

    Еще одна проблема, часто возникающая при обработке, — вибрация. Чтобы этого не произошло, рекомендуется увеличить жесткость крепежных деталей. Например, хорошо себя зарекомендовал многосторонний зажим, при этом заготовки нужно располагать как можно ближе к шпинделю.Это также частично уменьшит вибрацию.

    Значительный риск упрочнения деформаций готовых деталей может возникнуть из-за большого тепловыделения в зоне резания. Титановые сплавы, как и сам металл в чистом виде, сохраняют отличные показатели прочности и твердости даже в условиях высоких температур, вследствие чего рабочий инструмент подвергается сильному воздействию и невероятной нагрузке. Для успешной работы и высокой эффективности рекомендуется использовать только качественное оборудование популярных производителей.

    Также важен и выбор правильного режима работы, а также правильная настройка рабочих инструментов. Например, при неправильной установке пластин в случае с ножом все режущие кромки могут быстро выйти из строя.

    Профладермет предлагает недорогие цены на механическую обработку титана и других металлов современными методами. Мы гарантируем каждому своему клиенту:

    • помощь в составлении технического задания, индивидуальную разработку чертежей;
    • кратчайшие сроки выполнения заказа;
    • профессиональный подход к каждому заказу;
    • гарантия на все выполненные работы.

    Высокая термостойкость увеличивает режущую способность при обработке. Высокая закалка и высокая скорость деформации также увеличивают энергию, необходимую для удаления стружки, что приводит к более высоким температурам. Титан реагирует практически со всеми материалами при высоких температурах, что приводит к химическому износу режущих инструментов.

    Кроме того, низкая теплопроводность титановых сплавов является одним из факторов, ограничивающих производительность. В большинстве других материалов тепло передается чипам.Однако при низкой теплопроводности титана тепло передается инструменту. Твердость карбида снижается по мере повышения температуры, а это означает, что скорость резания и срок службы инструмента при обработке титана ниже, чем при обработке стали. При увеличении скорости резания от 50 м/мин. до 100 м/мин. В TITAN анализ FEA прогнозирует повышение температуры на 250°C.


    Поэтому для оптимизации производительности инструменты должны правильно охлаждаться. Правильное потребление охлаждающей жидкости означает увеличение срока службы инструмента и более высокие максимальные эффективные скорости резания.Если он не охлаждается должным образом, инструмент быстро нагревается. Это может сократить срок службы инструмента и повлиять на чистоту поверхности из-за появления наростов на режущей кромке, которые возникают, когда материал биллу находится во рту на режущей кромке.


    Традиционное внешнее охлаждение, предназначенное для обработки, часто приходится на зону резки, а нестандартные решения высокого давления (1000 мм на квадратный метр и выше) могут стоить десятки тысяч рублей.Альтернативой является подача теплоносителя через внутренние отверстия.
    При таком подходе Nook опускается там, где инструмент воздействует на заготовку, обеспечивая эффективную подачу хладагента, теплопередачу и смазку. Испытания на срок службы инструмента Сравнение внешнего охлаждения с внутренней подачей СОЖ при одинаковой геометрии режущей кромки показывает более чем двукратное увеличение срока службы инструмента с внутренним каналом.

    При испытаниях на вращение на 150 футов в минуту, сравнивающих этот инструмент с внешней жидкостью во время обработки титана, в дополнение к пескоструйной пластине под давлением охлаждающей жидкости на квадратный дюйм, он обеспечивает на 25 процентов более длительный срок службы инструмента, чем стандартные пластины, использующие охлаждающую жидкость под высоким давлением 1000 фунтов на квадратный дюйм.


    При использовании пластин для фрезерования с помощью внутренней подачи более чем в 2,5 раза увеличивается стойкость инструмента. Увеличение скорости также сильно влияет на срок службы инструмента. Простая скорость подъема от 150 до 187 SFF на стандартном инструменте снижает срок службы инструмента на 60 процентов. Благодаря использованию внутренних отверстий для охлаждения срок службы инструмента при увеличении скорости сократился только на 23 процента. Срок службы этих высокоскоростных фрез почти вдвое превышает срок службы стандартных низкоскоростных фрез.Это связано с эффективным контролем температуры, обеспечиваемым таким подходом к подаче хладагента.


    Шпиндельные соединения.


    Системный подход важен и для шпинделя. Обрабатывающее оборудование Опыт достижения высоких скоростей съема металла при низкой скорости резания и высоких силах резания, характерных для титана. За прошедшие годы производители машин улучшили жесткость и демпфирование шпинделей и конструкций машин.Шпиндели рассчитаны на высокий крутящий момент при низких скоростях. Хотя все эти достижения повышают производительность, взаимосвязь шпинделя часто остается слабым звеном. В большинстве случаев шпиндельное соединение инструмента определяет, сколько материала можно снять за операцию.


    Высокопроизводительная обработка обычно характеризуется использованием высокопроизводительного корма и агрессивной глубинной обработкой. Из-за постоянной производительности режущего инструмента необходимо соединение шпинделя, которое позволяет лучше использовать доступную мощность станка.

    За последние несколько десятилетий были разработаны или оптимизированы последние несколько типов соединения шпинделя. Благодаря хорошей цене/выгодному положению конус 7/24 ISO стал одной из самых популярных систем на рынке. Однако конструкция имеет ряд ограничений с точки зрения точности на высоких скоростях. Как правило, конус шпинделя начинает прокручиваться под действием центробежной силы с частоты вращения шпинделя 20 000 об/мин. Это приводит к ошибкам обработки, поскольку конус начинает терять контакт, позволяя инструменту перемещать шпиндель.

    Конструкция Kennametal, недавно улучшенная для обработки титана, представляет собой интерфейс шпинделя «KM», который фиксирует держатель инструмента с помощью шарикового механизма, воздействующего на поверхность отверстия. В новой системе KM4x улучшение связано с границей кривых структуры, что важно при фрезеровании материалов высокой мощности, таких как титан.

    При чистовом фрезеровании с длительным временем проецирования эта кривая является ограничивающим фактором. Новая система KM4X обеспечивает высокую прочность зажима и шумостойкость, что обеспечивает высокую жесткость и высокую гибкость для повышения производительности при обработке титановых сплавов.

    90 104
    Максимальная система динамической жесткости 90 105

    При механической обработке с расширенными настройками длины могут возникать нежелательные регенеративные колебания (вибрации), которые приводят к плохой обработке поверхности, проблемам с контролем размера и преждевременному износу инструмента. Технологии часто вынуждены снижать параметры резки, чтобы избежать вибрации, снижающей производительность.

    Это важно, когда волнистость на заготовке, оставленная предыдущей заготовкой, вызывает вибрацию поперечной силы из-за изменения толщины стружки при следующей операции.Изменение этой силы резания оставляет на заготовке больше волнистости, вызывая большие колебания сил резания, что приводит к регенеративной вибрации. Амплитуда вибрации увеличивается и может достигать уровней, при которых инструмент отскакивает от заготовки или вызывает катастрофические отклонения.

    Способ снижения вибрации и поддержания высоких скоростей съема металла – увеличение динамической жесткости системы. В то время как статическая жесткость инструмента может быть увеличена за счет более короткой установки инструмента или инструмента большего диаметра, инструментальная система Kennametal предлагает инструменты для увеличения динамической жесткости с помощью пассивного динамического амортизатора.Система спроектирована таким образом, что внутренняя масса вибрирует с частотой, близкой к ее собственной частоте, что является наиболее доминирующей формой вибрации системы. Движение внутренней массы распаковывает энергию, чтобы предотвратить вибрацию.

    Каждый станок имеет свои собственные динамические колебания, но пользовательские адаптеры позволяют настраивать пассивный дроссель для настройки инструмента на конкретную характеристику станка, даже если эти колебания со временем меняются.Эта настройка также важна, когда используются фрезы с разным весом, где собственная частота системы может измениться.


    В ходе испытаний на металлообработку наблюдалась хорошая корреляция между динамической жесткостью и уровнями вибрации, измеренными на корпусе шпинделя. Вибрация может не только привести к преждевременному выходу инструмента из строя, но и сократить срок службы подшипника шпинделя. Предотвращение распространения вибраций автомобилем будет способствовать увеличению срока службы узлов и повышению точности работы машины с течением времени.Говоря словами, использование системного подхода к обработке Титана дает преимущества, превышающие срок службы инструмента. Другие преимущества включают в себя более стабильные и качественные детали, улучшенную производительность шпинделя и более высокую точность станка.

    Концептуальное сверление

    Широкий запас противовеса позволяет ему противодействовать движению маятника дрели.

    Бурение Титана — еще одна задача. Из-за механических и физических свойств этого материала создание качественных отверстий с точки зрения прямолинейности, цилиндричности и округлости является сложной задачей.Высокие динамические силы обычно связаны с быстрой сегментацией стружки, что происходит с титаном при очень низких скоростях резания.

    В сверлении Y-tech Kennametalna использует неравномерное расстояние между канавками и канавками для управления этими динамическими силами, а также маятниковым движением сверла. Положение режущих кромок создает радиальные силы, уравновешиваемые противолежащей канавкой, прижимающейся к стенке канала ствола. Такое распределение силы уменьшает эффект динамической силы, что приводит к лучшему охвату и цилиндричности просверленного отверстия.

    Титановые сплавы

    широко используются в современной технике, поскольку их высокие механические свойства и коррозионная стойкость сочетаются с малым удельным весом. Разрабатываются сплавы с различным составом и свойствами, например: технически чистый титан (ВТ1, ВТ2), сплавы систем титан-алюминий (ВТ5), титан-алюминий-марганец (ВТ4, ОТ4), титан-алюминий-хром-молибден ( ВТЗ) и Dr. По общей классификации дисперсионных материалов титановые сплавы отнесены к VII группе (табл. 11.11).

    Как и нержавеющая сталь и жаропрочные стали и сплавы, титановые сплавы имеют множество функций, определяющих их низкую обработку.

    1. Низкая пластичность характеризуется высоким коэффициентом упрочнения, примерно в два раза выше, чем у жаропрочных материалов. В то же время механические свойства титановых сплавов по сравнению с жаропрочными меньше. Снижение пластических свойств титановых сплавов в процессе их деформации способствует развитию развитого микро- и макротреуса.

    Образовавшаяся стружка имеет вид стока, с разделяющими его трещинами в очень плохо деформируемых элементах, прочно соединенных тонким и сильно деформированным контактным слоем. Образование такой стружки объясняется тем, что с увеличением скорости пластическая деформация при высоких температурах и давлениях протекает преимущественно в контактном слое, не затрагивая слой реза. Поэтому при высоких скоростях резания образуется не прилив и отлив, а стружка элемента.

    Углы сдвига при резании титановых сплавов достигают 38...44°, в этих условиях при скоростях резания высоких 40 м/мин возможно создание стружки с коэффициентом укорачивания л.

    Пониженная пластичность приводит к тому, что при обработке титановых сплавов усилие p z примерно на 20 % ниже, чем при обработке стали, а усилия p y и r x - выше. Это отличие указывает на отличительную особенность титановых сплавов — усилие резания на тыльной поверхности при их обработке относительно больше, чем при обработке стали. В результате с увеличением износа резко возрастают силы резания, особенно ру.

    2. Высокая химическая активность по отношению к кислороду, азоту, водороду. Это приводит к интенсивному принятию слоя поверхностных сплавов за счет диффузии в него атомов газа при повышении температуры. Стружка, насыщенная атмосферными газами, теряет пластичность и в таком состоянии не подвергается регулярной усадке.

    Высокая активность титана по отношению к азоту, кислороду и воздуху снижает площадь контакта стружки с лицевой поверхностью инструмента в 2...3 раза, чего не наблюдается при обработке конструкционных сталей.В то же время окисление контактного слоя стружки повышает ее твердость, увеличивает контактные напряжения и температуру резания, а также увеличивает интенсивность изнашивания инструмента.

    3. Титановые сплавы имеют крайне плохую теплопроводность, ниже, чем у жаропрочных сталей и сплавов. Следовательно, при резании титановых сплавов создается температура, более чем в 2 раза превышающая температуру обработки стали 45.

    Высокая температура в зоне резания вызывает интенсивную оснастку, схватывание обрабатываемого материала инструментальным материалом и появление жакетов на поверхностной обработке.

    4. Из-за содержания титановых сплавов, нитридов и карбидов материал режущего инструмента сильно подвержен абразивному воздействию. Однако с повышением температуры прочность титановых сплавов снижается по сравнению с нержавеющими сталями и жаропрочными сталями и сплавами. Прорезание оболочек многих стержней, прессованных или литых полых титановых сплавов затруднено дополнительным абразивным воздействием на режущие кромки инструмента неметаллических включений, оксидов, сульфидов, силикатов и многочисленных пор, образующихся в поверхностном слое.Неоднородность структуры снижает вибростойкость при обработке титановых сплавов. Эти обстоятельства, а также концентрация значительного количества тепла на малой площади контакта на передней грани приводят к преобладанию незначительного износа с периодическими сумерками по передней и задней граням и захлебыванию режущей кромки. При высоких скоростях резания термический изнашивается, на передней грани резца образуется отверстие. Однако во всех случаях ограничением является износ его задней поверхности.

    Уровень скорости резания V т при обработке титановых сплавов в 2,5...5 раз ниже, чем при обработке стали 45 (см. табл. 11.11).

    5. При обработке титановых сплавов особое внимание следует уделять вопросам техники безопасности, так как образование мелкой стружки и тем более пыли может привести к самовыравниванию и интенсивному горению. Кроме того, пылевой вал вреден для здоровья. В связи с этим запрещается работа с каналами менее 0,08 мм/о, применение вороненого инструмента с износом более 0,8... 1,0 мм и скорости резания более 100 м/мин, а также скопление стружки в большом объеме (исключение сделано для сплава ВТ1, обработка которого допускается при скорости резания до 150 м/мин) .

    При обработке титановых сплавов широко применяют технологические среды (табл. 11.12).

    Правильный сеанс сеанса позволяет увеличить период резистентности инструмента в 1,5...3 раза, уменьшить высоту микронафера в 1,5...2 раза. Отличительной особенностью применения напряжений при обработке титановых сплавов является низкая эффективность добавок, содержащих серу, азот, фосфор, так как эти элементы хорошо растворяются в титане.Гораздо эффективнее в качестве председателей галоген и, прежде всего, йод.

    .

    Смотрите также