一、鈦合金的優點有哪些
鈦合金是一種重要的結構金屬,它是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬,作為一種性能優秀的合金材料,鈦合金的優點(dian)多(duo)多(duo),主要有:
1、強度高
鈦(tai)合(he)金(jin)的(de)(de)密度一般在4.51g/cm3左右(you),僅為(wei)鋼的(de)(de)60%,一些高(gao)強(qiang)(qiang)度鈦(tai)合(he)金(jin)超過了許多合(he)金(jin)結構(gou)鋼的(de)(de)強(qiang)(qiang)度。因此鈦(tai)合(he)金(jin)的(de)(de)比強(qiang)(qiang)度(強(qiang)(qiang)度/密度)遠大于其他(ta)金(jin)屬結構(gou)材料,可(ke)制(zhi)出單位強(qiang)(qiang)度高(gao)、剛性(xing)好、質輕的(de)(de)零部件。
2、耐蝕性好
鈦合(he)金(jin)在潮(chao)濕環境、海水(shui)介質中仍能保持良好(hao)的抗(kang)(kang)腐蝕(shi)(shi)性,對點(dian)蝕(shi)(shi)、酸蝕(shi)(shi)、應力腐蝕(shi)(shi)的抵抗(kang)(kang)力特別(bie)強。
3、熱強度高
鈦合金(jin)的使(shi)用溫(wen)度(du)(du)比鋁合金(jin)高幾百度(du)(du),在中等(deng)溫(wen)度(du)(du)下仍能保持所要求的強度(du)(du),可在450~500℃的溫(wen)度(du)(du)下長期工作。
4、低溫性能好
鈦合金在(zai)低溫(wen)(wen)和超(chao)低溫(wen)(wen)下,仍能保持其(qi)力學性能。低溫(wen)(wen)性能好,間隙元素極(ji)低的鈦合金,如(ru)TA7,在(zai)-253℃下還能保持一(yi)定的塑性。因此,鈦合金也是一(yi)種重要的低溫(wen)(wen)結(jie)構材料。
5、生物相容性好
鈦合(he)金對人體(ti)組織(zhi)相容性好,不會(hui)引起(qi)免疫(yi)反(fan)應,適用于制造骨科、牙科等醫(yi)療器械(xie)。
二、鈦合金有什么缺點
凡事有利(li)也有弊,作為(wei)金屬材料,鈦合(he)金也不全是(shi)優(you)點,鈦合(he)金的(de)缺點主要有:
1、加工難度大
鈦合(he)金(jin)相比其他一些金(jin)屬材料,具有加(jia)工(gong)難度大的(de)(de)特點,這是由(you)于它具有高(gao)(gao)的(de)(de)化學活性、低的(de)(de)熱導率(lv)以及難以加(jia)工(gong)的(de)(de)切削性等原因導致。在生產鈦合(he)金(jin)零件時,需要采取更加(jia)嚴格的(de)(de)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi),這通(tong)常意味著需要更長的(de)(de)加(jia)工(gong)周期和更高(gao)(gao)的(de)(de)成本。
2、成本較高
鈦合金(jin)因(yin)為存(cun)在(zai)加工難(nan)度大(da)、成本(ben)高(gao)等缺(que)點(dian),因(yin)此相對于(yu)其(qi)他材料而(er)言,它(ta)的生(sheng)產成本(ben)較高(gao)。特別(bie)是在(zai)大(da)規(gui)模(mo)應用(yong)中,使用(yong)鈦合金(jin)的成本(ben)要(yao)高(gao)出其(qi)他材料數倍甚(shen)至更(geng)多。這也是目前鈦合金(jin)在(zai)一(yi)些領域(yu)的推廣(guang)受(shou)到限制的原因(yin)之一(yi)。
三、鈦合金的切削特點有哪些
鈦(tai)(tai)合(he)(he)金的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)大于(yu)(yu)HB350時切(qie)削加(jia)工特(te)別(bie)困難(nan),小于(yu)(yu)HB300時則容易出現粘刀(dao)現象,也難(nan)于(yu)(yu)切(qie)削。但鈦(tai)(tai)合(he)(he)金的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)只是難(nan)于(yu)(yu)切(qie)削加(jia)工的(de)(de)(de)一個方面,關(guan)鍵在于(yu)(yu)鈦(tai)(tai)合(he)(he)金本(ben)身化學、物理、力學性能間的(de)(de)(de)綜(zong)合(he)(he)對其切(qie)削加(jia)工性的(de)(de)(de)影響。鈦(tai)(tai)合(he)(he)金有如下切(qie)削特(te)點(dian):
1、變形系數小
這(zhe)是(shi)鈦合(he)金(jin)切削加工的顯著特點,變形系(xi)數小于或接近于1。切屑(xie)在(zai)前刀面上(shang)滑動(dong)摩擦(ca)的路程大大增大,加速刀具磨(mo)損。
2、切削溫度高
由于鈦合金的導熱(re)系數(shu)很(hen)小(xiao)(xiao)(只相(xiang)當于45號(hao)鋼的1/5~1/7),切(qie)(qie)屑與前刀面的接觸長度(du)(du)極(ji)短,切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)時(shi)產生的熱(re)不易傳出,集中在(zai)切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)區(qu)和切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)刃(ren)附近的較小(xiao)(xiao)范圍內,切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)溫(wen)(wen)度(du)(du)很(hen)高。在(zai)相(xiang)同的切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)條件下,切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)溫(wen)(wen)度(du)(du)可(ke)比切(qie)(qie)削(xue)(xue)(xue)45號(hao)鋼時(shi)高出一倍以上。
3、單位面積上的切削力大
主切(qie)削力(li)(li)比切(qie)鋼時(shi)約(yue)小20%,由于切(qie)屑(xie)與前刀面的(de)接觸(chu)長度(du)極(ji)短,單(dan)位(wei)接觸(chu)面積上的(de)切(qie)削力(li)(li)大(da)大(da)增(zeng)加,容易造(zao)成崩刃。同時(shi),由于鈦(tai)合金(jin)的(de)彈性(xing)模量小,加工時(shi)在徑向力(li)(li)作用下容易產生彎曲變形,引起振動,加大(da)刀具磨損并影響零件(jian)的(de)精度(du)。因此,要求(qiu)工藝(yi)系統應具有較好的(de)剛性(xing)。
4、冷硬現象嚴重
由于(yu)鈦(tai)的(de)(de)化(hua)學活性(xing)(xing)大(da),在高的(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)溫度下,很容易吸收空氣中(zhong)的(de)(de)氧(yang)和氮形成硬而脆的(de)(de)外(wai)皮(pi);同時(shi)切(qie)(qie)削(xue)過程中(zhong)的(de)(de)塑性(xing)(xing)變形也會造成表面硬化(hua)。冷硬現(xian)象不僅(jin)會降低零(ling)件的(de)(de)疲勞強(qiang)度,而且能加劇刀具磨損,是切(qie)(qie)削(xue)鈦(tai)合金時(shi)的(de)(de)一個很重要(yao)特點(dian)。
5、刀具易磨損
毛坯經過沖壓、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,刀具很容易產生粘結磨損。車削鈦合金時,有時前刀面的磨損甚至比后刀面更為嚴重;進給量f<0.1 mm/r時,磨損主要發生在后刀面上;當f>0.2 mm/r時,前刀(dao)面將出現磨損(sun);用硬質合金刀(dao)具精(jing)車和半精(jing)車時,后刀(dao)面的磨損(sun)以VBmax小于0.4 mm較合適。