항공 재료와 휴대 전화가 티타늄 합금을 선택하는 이유
티타늄의 특성
높은 강도 : 알루미늄 합금 1.3 배, 마그네슘 합금 1.6 배, 3.5 번의 스테인리스 스틸, 금속 재료의 챔피언.
높은 열 강도 : 사용 온도는 알루미늄 합금보다 수백도 높으며 450 ~ 500 ° C의 온도에서 오랫동안 작동 할 수 있습니다.
좋은 부식성 : 산성 저항성, 알칼리 저항, 대기 부식 저항, 구덩이 부식, 응력 부식 저항은 특히 강합니다.
우수한 저온 성능 : 갭 요소가 매우 낮은 티타늄 합금 TA7은 -253 ° C에서 특정 가소성을 유지할 수 있습니다.
높은 화학적 활성 : 고온에서의 높은 화학 활동은 공기 중 수소 및 산소와 같은 가스 불순물과 쉽게 반응하여 경화 된 층을 생성합니다.
열전도율은 작고 탄성 계수는 작습니다. 열전도율은 니켈의 약 1/4, 철의 1/5, 알루미늄 1/14, 다양한 티타늄 합금의 열전도율은 티타늄의 열전도율. 티타늄 합금의 탄성 계수는 강철의 약 1/2입니다.
티타늄 합금의 분류 및 사용
티타늄 합금은 다음과 같은 내로 나눌 수 있습니다 : 열 저항 합금, 고 강성 합금, 부식성 합금 (티타늄-몰리브덴, 티타늄-폴라듐 합금 등), 저온 합금 및 특수 기능 합금 (티타늄-아이언 수소 저장 재료, 티타늄-니켈 메모리 합금). 티타늄의 역사와 합금의 역사는 길지 않지만 특별한 속성으로 인해 많은 명예로운 타이틀을 얻었습니다. 제목은 먼저 "우주 금속"입니다. 특히 항공기 및 다양한 우주선 제조에 적합한 경량, 특정 강도 및 고온 저항입니다. 현재 전 세계 티타늄 및 티타늄 합금 생산의 약 4 분의 3이 항공 우주 산업에서 사용됩니다. 원래 알루미늄 합금으로 만든 많은 부분이 티타늄 합금으로 전환되었습니다.
티타늄 합금의 항공 우주 응용
티타늄 합금은 주로 항공기 및 엔진 제조 재료 (예 : 단조 티타늄 팬, 압축기 디스크 및 블레이드, 엔진 덮개, 배기 장치 및 항공기 대들보 프레임 및 기타 구조 프레임)와 같은 엔진 제조 재료에 사용됩니다. 우주선은 주로 높은 압력 용기, 연료 탱크, 패스너, 기기 스트랩, 프레임 및 로켓 쉘을 제조하기 위해 티타늄 합금의 높은 비 강도, 부식 저항 및 저온 저항을 주로 사용합니다. 인공 지구 위성, 달 모듈, 유인 우주선 및 우주 셔틀은 티타늄 합금 플레이트 용접을 사용합니다.
1950 년에 미국은 F-84 전투기 폭격기를 후방 동체 열 방패, 윈드 후드 및 테일 후드 및 기타 비 핵심 구성 요소로 사용했습니다. 1960 년대 이래로 티타늄 합금의 사용은 후면 동체에서 중간 동체로 이동하여 구조 강철을 부분적으로 교체하여 스페이서 프레임, 빔 및 플랩 슬라이드와 같은 중요한 하중 부유 구성 요소를 제조했습니다. 1970 년대 이래, 민간 항공기는 항공기 무게의 28%를 차지하는 3640 킬로그램 이상의 티타늄을 가진 보잉 747 여객기와 같은 다수의 티타늄 합금을 사용하기 시작했습니다. 가공 기술 개발을 통해 로켓, 위성 및 우주선에는 다수의 티타늄 합금이 사용됩니다. 항공기가 더 발전할수록 티타늄이 더 많이 사용됩니다. 미국의 F-14A 전투기가 사용하는 티타늄 합금은 항공기 중량의 약 25%를 차지합니다. F-15A 전투기의 경우 25.8 %; 미국 4 세대 전투기 제트는 41% 티타늄을 사용하며 F119 엔진은 현재 39% 티타늄을 사용하며 현재 가장 많은 양의 티타늄 항공기입니다.
티타늄 합금이 항공에 널리 사용되는 이유
항공 수송에 티타늄 합금을 사용해야하는 이유는 무엇입니까?
현대 항공기의 최고 속도는 소리 속도의 2.7 배에 도달했습니다. 빠른 속도로 날아가면 비행기가 공기에 문지르고 많은 열이 발생합니다. 비행 속도가 소리 속도의 2.2 배에 도달하면 알루미늄 합금을 견딜 수 없으므로 고온 저항성 티타늄 합금을 사용해야합니다. 에어로 엔진의 스러스트 체중 비율이 4 내지 6 내지 8 ~ 10으로 증가하고 압축기 출구 온도가 200 ~ 300 ℃ 내지 500 ~ 600 ° C로 증가하면 원래의 저압 압축기 디스크 및 알루미늄으로 만든 블레이드는 티타늄 합금으로 변경해야합니다.
최근 몇 년 동안 과학자들은 티타늄 합금 특성 연구에서 새로운 진전을 이루었습니다. 티타늄, 알루미늄 및 바나듐으로 구성된 원래 티타늄 합금의 최대 작업 온도는 550 ° C ~ 600 ° C이며 새로 개발 된 알루미늄 티타니 나이드 (TIAL) 합금의 최대 작업 온도는 1040 ° C입니다. 고압 압축기 디스크와 블레이드를 만들기위한 스테인레스 스틸은 구조의 무게를 줄일 수 있습니다. 체중이 10 % 감소 할 때마다 비행기는 연료가 4 % 절약됩니다. 로켓의 경우 1kg의 무게 감소는 15km의 범위를 증가시킬 수 있습니다.
3C 티타늄 합금의 적용
현재, 휴대 전화로 대표되는 소비자 전자 산업은 매우 "내부 볼륨"이며, 헤드 제조업체는 모두 티타늄 합금으로 제품의 프리미엄 능력을 향상시키기를 희망합니다.
Huawei, Apple, Xiaomi, Honor 및 기타 휴대 전화 가이 자료를 수입했습니다. 표준 티타늄 케이스가있는 Ultra 시리즈의 Apple, The iPhone15의 최신 릴리스 인 새로운 티타늄 바디가있는 프로 버전으로 Apple의 첫 번째 항공 등급 티타늄 휴대 전화 사용이되었습니다. Huawei는 2022 년에 출시 된 접이식 스크린 Phone MateXS2의 구조에서 티타늄 합금 재료를 사용하고 Watch4Pro에서 티타늄 합금 프레임을 사용합니다. Honor는 10 월 12 일에 Luban Titanium 힌지와 같은 혁신적인 재료를 사용하는 Honor Magic VS2 플래그십 휴대 전화를 발표했습니다. 새로운 MI 14 기계 중에서 가장 높은 가격은 14Pro 티타늄 버전입니다.
삼성은 Galaxys24Ultra에 티타늄 합금 프레임을 사용하고 중간 프레임 부분은 iPhone15Pro의 1 차 색상 티타늄과 유사하다고보고되었습니다.
일반적으로 티타늄 합금은 홍보의 중요한 이유가되기 위해 높은 특이 적 강도와 경량의 장점을 가지고 있으며, 이는 소비자 전자 제품을 가볍게 만들 수 있으며 소비자 경험이 더 편안 할 것입니다.
티타늄 합금의 가공 특성 분석
우선, 티타늄 합금의 열 전도도는 강철의 1/4, 알루미늄 1/13, 구리 1/25 만 낮습니다. 열 균형에 도움이되지 않는 절단 영역의 열 소산 느린 가로, 절단 과정에서 열 소산 및 냉각 효과는 매우 열악하고 절단 영역에서 고온을 형성하기 쉽고 변형 및 반동. 가공 후 부품의 부품은 크기 때문에 절단 도구 토크, 빠른 최첨단 마모 및 내구성이 감소합니다.
둘째, 티타늄 합금의 열전도율은 낮아서 절단 도구 근처의 작은 영역의 절단 열 축적이 쉽게 분배되지 않으며 전면 공구 표면 마찰이 증가하고 칩을 제거하기가 쉽지 않습니다. 배포하기 쉽지 않으며 공구 마모가 가속화됩니다. 마지막으로, 티타늄 합금의 화학적 활성은 높으며, 고온에서 공구 재료와 반응하기 쉽고 용해 및 확산을 형성하여 칼을 붙잡고 연소하고 부러 뜨리는 현상이 발생합니다.
가공 센터 가공 티타늄 합금 특성
가공 센터는 생산 효율성을 향상시키기 위해 여러 부품을 동시에 처리 할 수 있습니다. 부품의 가공 정확도를 향상 시키면 제품 일관성이 좋습니다. 가공 센터에는 공구 보정 기능이있어 공작 기계 자체의 가공 정확도를 얻을 수 있습니다. 그것은 하나의 기계의 여러 기능을 달성 할 수있는 부품의 아크 처리, 모회 및 전환 반올림과 같은 광범위한 적응성과 유연성이 더 높습니다. 가공 센터는 밀링, 드릴링, 지루함, 태핑 및 일련의 가공 일 수 있습니다. 생산 일정을 제어하기 위해 정확한 원가 계산을 수행 할 수 있습니다. 특수 비품이 필요하지 않고 많은 비용 자금을 절약하고 생산주기를 단축하십시오. 노동자의 노동 강도를 크게 줄입니다. 다축 가공은 UG 및 기타 가공 소프트웨어로 수행 할 수 있습니다.
도구 및 냉각수 재료 선택
1. 공구 자료 선택은 다음 요구 사항을 충족해야합니다.
충분한 경도, 도구의 경도는 티타늄 합금의 경도보다 훨씬 커야합니다.
도구 절단 티타늄 합금이 많은 토크와 절단력을 견딜 수 있도록 도구 절단 티타늄 합금이 충분하기 때문에 충분한 강도와 강인함.
티타늄 합금의 강인성이 우수하기 때문에 가공 중에 절단 가장자리가 날카 로워 져야하므로 도구 재료는 마모에 충분한 저항력을 가져서 작업 경화를 줄이기 위해 충분한 저항력이 있어야합니다. 이것은 티타늄 합금 절단 도구를 선택하는 가장 중요한 매개 변수입니다.
티타늄 합금의 화학 활성이 높기 때문에 공구 재료와 티타늄 합금 사이의 친화력은 좋지 않으므로 용해 및 확산에 의한 공구 재료와 티타늄 합금의 형성을 피해야합니다. 칼. 국내에서 일반적으로 사용되는 도구 재료와 외국 공구 재료가 높은 코발트 도구 효과의 사용이 이상적임을 보여주기 위해 테스트 한 후에 코발트의 주요 역할은 2 차 경화 효과를 강화하고 열처리 후 경도와 경도를 향상시킬 수 있습니다. 인성, 내마모성, 좋은 열 소산.
2. 밀링 커터의 기하학적 매개 변수
티타늄 합금의 가공 특성에 따르면 공구의 기하학적 매개 변수는 일반적인 도구와는 상당히 다릅니다. 나선 각도 β 작은 나선형 리프트 각도를 선택하고, 칩 홈이 확대되고, 칩 제거가 쉽고, 열 소산이 빠르며, 절단 공정의 절단 저항이 줄어 듭니다. 전면 각도 γ 절단 가장자리 날카 롭고 절단 조명, 티타늄 합금을 피하기 위해 너무 많은 절단 열을 생성하지 않도록 피하십시오. 백 각도 α는 블레이드의 마모 속도를 감소시키고, 열 소산에 도움이되며, 내구성도 크게 향상됩니다.
3. 절단 매개 변수 선택
티타늄 합금 가공은 낮은 절단 속도, 적절한 큰 공급, 합리적인 절단 깊이 및 마감량, 충분한 냉각을 선택해야합니다. 절단 속도 VC = 30 ~ 50m/min, 피드 F 대형 가공을 위해 더 큰 피드, 마무리 및 반제품을 가져와 적당한 피드를 가져옵니다. 절단 깊이 AP = 1/3D는 적절하고, 티타늄 합금 친화력이 좋고, 칩 제거가 어렵고, 절단 깊이가 너무 커서, 공구가 붙어, 연소, 골절 현상이 발생합니다. 티타늄 합금의 표면 경화 층은 약 0.1 ~ 0.15mm이고 마진이 너무 작고 블레이드는 강화 된 층에서 절단되고 공구는 마모하기 쉽고 강화 된 층을 피해야하지만 절단 마진은 없어야합니다. 너무 큰.
4. 냉각수
티타늄 합금 가공은 염소 함유 냉각수를 사용하지 않고 독성 물질을 피하고 수소 손상을 일으키고 티타늄 합금의 고온 스트레스 부식 균열을 예방하는 것이 가장 좋습니다. 합성 수용성 에멀젼을 선택하고 자체 일치 냉각수 일 수도 있습니다. 절단시 냉각수가 충분하고 냉각수 순환 속도가 빠르고, 절단 유체의 유량과 압력이 커야하고 가공 센터에는 특수 냉각 노즐이 장착되어있어서 원하는 효과를 오랫동안 달성 할 수 있습니다. 조정에주의를 기울입니다.
