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萬能機械手

第34章 材料鈦合金

萬能機械手 兀鷹 2222 2020-05-24 12:09:53

  姜海的這節(jié)課對于大部分人來講都會適用,比如采購,業(yè)務,技工、品檢等,不管是那個工種都會息息相關(guān)連。

  整個會場很奇怪的是居然沒有一絲的吵雜聲,難不成大家都不會說話?

  在一般全員大會場都會出現(xiàn)或多或少的竊竊私語聲,而今日的弘耀貌似企業(yè)文化和管理制度和其他相同的公司有著天壤之別。

  姜海喝了一口水用底氣十足的音調(diào)說道:“在我們機加工的行業(yè)里,我們遇到的材料有很多種,比如鋁材,一般常用牌號5052是一種含鋁成分很高的純鋁,6061是一種合金鋁,比5052易加工,不易粘刀,5052加工時會粘刀,增加了不少加工難度,這兩種鋁材的價格常規(guī)在25元每公斤,另外一種常用的則是航空鋁,牌號7075,加工變形小,大大減少加難度,不過材料費要比普通鋁材增長一些。”

  說到這里,有名技工舉手上臺說道:“我想問一下姜總監(jiān),明知道5052鋁易變形,粘刀,難加工為什么還要用呢?”

  姜海始終保持微笑,對大家說道:“第一,價格便宜,對于成本來說設計員首選,再說純鋁的硬度和合金鋁的硬度有所區(qū)別,5052可以隨機構(gòu)運動而變,從而可以達到設備的運轉(zhuǎn)最佳狀態(tài)。6061屬于合金鋁,還會有其他元素在其中,易產(chǎn)生變形量少,在從動系統(tǒng)里,就較難在設備運動中找到合適的傳動位置,簡單說就是純鋁在受力后易符合傳功而變化,合金鋁硬度較高不易矯正到最佳傳動狀態(tài)?!?p>  整個廠內(nèi)一片寂靜,大家都埋頭記著筆記。

  葉飛不由得對姜海這些理論知識感到佩服,他不僅想到一種難以加工的材料還有一種疑問。

  葉飛大膽的走到臺前,拿過姜海手中的話筒說道:“大家好,我是葉飛?!?p>  當葉飛話剛說出,下面就一混亂。

  “哦,牛人葉飛你要搶姜總監(jiān)的飯碗嗎?你已經(jīng)很厲害了,還要表現(xiàn)一下自己嗎?”

  “就是不知天高地厚?!?p>  “葉飛加油,提出更難的問題。”

  “不要那,葉飛下來吧?!?p>  七嘴八舌的吵鬧讓葉飛憤怒的說:“大家安靜聽我說,這是每個人都可以發(fā)言的地方,我只想問幾句在我心中百思不得其解的答案,有錯嗎?”

  頓時,以馬龍為首的那幫人啞口無言。

  姜海一看局面有些不好,便對大伙說:“既然這樣,那就請葉飛說說對機械加工行業(yè)有哪些不解的問題?需要我們大家一起討論。”

  “我想知道鈦合金這種新型材料的特征與優(yōu)劣加工難易度。”

  姜海聽了葉飛的問話,便開始滔滔不絕的為大家講解著關(guān)于鈦合金這種材料的基本性質(zhì)。

  鈦合金是以鈦為主加入其他元素組成的合金材料。

  鈦有兩種,同質(zhì)異晶體與同素異構(gòu)體,熔點為1720℃。

  20世紀50~60年代,主要發(fā)展航空發(fā)動機用的高溫鈦合金和機體用的結(jié)構(gòu)鈦合金。

  70年代開發(fā)出一批耐蝕鈦合金。

  80年代以來,耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發(fā)展。

  直至今日,鈦合金在制作飛機發(fā)動機壓氣機部件,火箭、導彈和高速飛機的結(jié)構(gòu)件等廣泛用運。

  純鈦的強度接近普通鋼材的強度,一些高強度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強度。

  使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強度。

  可在450-500℃的溫度下長期工作,在150℃-500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強度。

  而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。

  鈦合金還有很好的抗蝕性,在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作,其抗蝕性遠優(yōu)于不銹鋼;

  對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強;對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。

  鈦合金低溫性能也不錯,在低溫和超低溫下,仍能保持其力學性能。

  不過,鈦合金的工藝性能差,切削加工困難。

  在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還有抗磨性差,生產(chǎn)工藝復雜。

  由于鈦合金具有質(zhì)量輕、比強度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點,故被廣泛應用在汽車、飛機、軍工等工業(yè)中,應用鈦合金最多的是汽車發(fā)動機系統(tǒng)。

  利用鈦合金制造發(fā)動機零件有很多好處。鈦合金的密度低,可以降低運動零件的慣性質(zhì)量,同時鈦氣門彈簧可以增加自由振動,減弱車身的振顫,提高發(fā)動機的轉(zhuǎn)速及輸出功率。

  減小運動零件的慣性質(zhì)量,從而使摩擦力減小,提高發(fā)動機的燃油效率。

  選擇鈦合金可以減輕相關(guān)零件的負載應力,縮小零件的尺寸,從而使發(fā)動機及整車的質(zhì)量減輕。

  零部件慣性質(zhì)量的降低,使得振動和噪聲減弱,改善發(fā)動機的性能。

  阻礙鈦合金普遍應用于汽車工業(yè)的最主要原因還是成本過高。

  無論是金屬最初的冶煉還是后續(xù)的加工,鈦合金的價格都遠遠高于其他金屬。

  鈦合金的硬度大于HB350時切削加工特別困難,小于HB300時則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象,也難于切削。

  鈦合金變形系數(shù)小,這是鈦合金切削加工的顯著特點,變形系數(shù)小于或接近于1。切屑在前刀面上滑動摩擦的路程大大增大,加速刀具磨損。

  鈦合金切削時溫度會迅速變高。

  由于鈦合金的導熱系數(shù)很小(只相當于45號鋼的1/5~1/7),切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產(chǎn)生的熱不易傳出,集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi),讓切削溫度提高。

  在相同的切削條件下,切削溫度可比切削45號鋼時高出一倍以上。

  單位面積上的切削力大,主切削力比切鋼時約小20%,由于切屑與前刀面的接觸長度極短,單位接觸面積上的切削力大大增加,容易造成崩刃。

  由于鈦的化學活性大,在高的切削溫度下,很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮,造成冷熱差距很大。

  同時切削過程中的塑性變形也會造成表面硬化。

  加工時刀具非常易磨損。

  毛坯經(jīng)過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工后,形成硬而脆的不均勻外皮,極易造成崩刃現(xiàn)象,使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。

  另外,由于鈦合金對刀具材料的化學親和性強,在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下,刀具很容易產(chǎn)生粘結(jié)磨損。

  所以,很多企業(yè)都采用金剛石和立方氮化硼作刀具切削鈦合金,效果明顯。

  

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