Per què els materials aeroespacials i els telèfons mòbils s'apropen als aliatges de titani?

Propietats del titani
Alta resistència específica: 1,3 vegades la dels aliatges d'alumini, 1,6 vegades la dels aliatges de magnesi, 3,5 vegades la de l'acer inoxidable, el campió entre els materials metàl·lics.
Alta resistència tèrmica: la temperatura d'ús és uns centenars de graus més alta que l'aliatge d'alumini, pot funcionar durant molt de temps a una temperatura de 450-500 graus.
Bona resistència a la corrosió: resistent a la corrosió àcida, àlcali i atmosfèrica, especialment forta resistència a la corrosió per picadura i tensió.
Bon rendiment a baixa temperatura: l'aliatge de titani TA7 amb elements intersticials molt baixos pot mantenir un cert grau de plasticitat a -253 graus.
Alta activitat química: alta activitat química a altes temperatures, reacciona fàcilment químicament amb hidrogen, oxigen i altres impureses gasoses de l'aire per generar una capa endurida.
Petita conductivitat tèrmica, petit mòdul d'elasticitat: la conductivitat tèrmica és d'aproximadament 1/4 de níquel, 1/5 de ferro, 1/14 d'alumini i diversos aliatges de titani tenen una conductivitat tèrmica d'aproximadament un 50% inferior a la del titani. El mòdul d'elasticitat de l'aliatge de titani és d'aproximadament 1/2 d'acer.
Classificació i ús de l'aliatge de titani
Els aliatges de titani es poden classificar segons els seus usos: aliatges resistents a la calor, aliatges d'alta resistència, aliatges resistents a la corrosió (aliatges de titani-molibdè, titani-pal·ladi, etc.), aliatges de baixa temperatura i aliatges amb funcions especials (titani). -materials d'emmagatzematge d'hidrogen de ferro, aliatges de memòria titani-níquel). Tot i que el titani i els seus aliatges no s'utilitzen des de fa molt de temps, han estat guardonats amb diversos títols honorífics pel seu rendiment excepcional. El primer títol és "metall espacial", que és lleuger, d'alta resistència i resistent a altes temperatures, especialment adequat per a la fabricació d'avions i diverses naus espacials. Actualment, aproximadament 3/4 dels aliatges de titani i titani produïts al món s'utilitzen a la indústria aeroespacial. Moltes peces originalment fetes d'aliatge d'alumini s'han substituït per aliatge de titani.
Aplicacions aeroespacials d'aliatge de titani
L'aliatge de titani s'utilitza principalment per a materials de fabricació d'avions i motors, com ara ventiladors de titani de forja, discos i fulles d'aire a pressió, capota del motor, dispositius d'escapament i altres peces, així com bigues i compartiments de l'avió, com ara peces de marc estructural. Les naus espacials utilitzen principalment aliatges de titani d'alta resistència, resistència a la corrosió i resistència a baixa temperatura per fabricar una varietat de recipients a pressió, dipòsits d'emmagatzematge de combustible, elements de fixació, corretges d'instruments, marcs i carcasses de coets. Els satèl·lits de la Terra artificial, el mòdul d'aterratge en la lluna, les naus espacials tripulades i els transbordadors espacials també utilitzen peces de soldadura de plaques d'aliatge de titani.
L'any 1950, els Estats Units per primera vegada en el caça-bombarder F-84 com l'escut tèrmic del fuselatge posterior, el paravent i la capa de cua i altres components sense coixinets. La dècada de 1960 va començar a utilitzar peces d'aliatge de titani des del fuselatge posterior fins al fuselatge central, substituint parcialment l'acer estructural per fer lliscar el marc espaciador, les bigues, les aletes i altres components importants de suport de càrrega. A partir de la dècada de 1970, l'avió civil va començar a utilitzar un gran nombre d'aliatges de titani, com ara l'avió de passatgers Boeing 747 amb titani. La quantitat de titani utilitzada a l'avió de línia Boeing 747 va ascendir a més de 3.640 quilograms va representar el 28% del pes de la màquina. . Amb el desenvolupament de la tecnologia de processament, en coets, satèl·lits i naus espacials, també s'utilitza una gran quantitat d'aliatge de titani. Com més avançat és l'avió, més titani s'utilitza. US F-14Un caça que utilitza aliatge de titani, que representa aproximadament el 25% del pes de la màquina; F-15Un lluitador per un 25,8%; Els caces de quarta generació dels Estats Units amb una quantitat de titani del 41% del motor F119 amb el 39% de la quantitat de titani, és la quantitat actual de titani amb la major quantitat d'avions.
Els aliatges de titani s'utilitzen en un gran nombre de raons aèries
Per què el material dels avions de transport aeri ha d'utilitzar aliatge de titani?
La velocitat màxima de navegació d'avions moderns ha assolit la velocitat del so més de 2,7 vegades. Un vol supersònic tan ràpid farà que l'avió i la fricció de l'aire produeixin molta calor. Quan la velocitat de vol arriba a 2,2 vegades la velocitat del so, l'aliatge d'alumini no pot suportar, ha d'utilitzar aliatge de titani resistent a altes temperatures. Quan la relació d'empenta i pes del motor aerodinàmic de 4 a 6 a 8 a 10, la temperatura de sortida de gas a pressió corresponent de 200 a 300 graus a 500 a 600 graus, els discs i fulles de gas a pressió de baixa pressió originals d'alumini s'ha de canviar per un aliatge de titani.
En els darrers anys, els científics sobre el rendiment de la investigació d'aliatges de titani treballen i fan nous progressos constantment. L'original de titani, alumini i vanadi compost d'aliatge de titani, la temperatura màxima de funcionament de 550 graus ~ 600 graus i l'aliatge de titani d'alumini (TiAl) recentment desenvolupat, la temperatura màxima de funcionament ha augmentat a 1040 graus. L'aliatge de titani en lloc d'acer inoxidable per fabricar disc i fulla del compressor d'alta pressió, pot reduir el pes de l'estructura. Els avions poden estalviar un 4% de combustible per cada 10% de reducció de pes. Per als coets, per cada 1 kg de reducció de pes, l'autonomia es pot augmentar en 15 km.
3C Aplicacions dels aliatges de titani
En l'actualitat, la indústria de l'electrònica de consum representada pels telèfons mòbils és molt "involucionària", el cap dels fabricants espera demanar prestat aliatges de titani per millorar la capacitat premium del producte.

Huawei, Apple, Xiaomi, Honor i molts altres telèfons han importat el material. Apple va començar a estandarditzar les caixes de titani de la sèrie de rellotges Ultra i el seu recentment llançat iPhone 15, del qual la versió Pro utilitza un nou cos de titani, convertint-se en el primer telèfon mòbil d'Apple a utilitzar titani de grau aeroespacial; Huawei va utilitzar materials de titani a les parts estructurals del telèfon mòbil amb pantalla plegable MateXs2, que es va llançar el 2022, i va utilitzar bisells de titani al Watch4Pro; Glory Llançat el 12 d'octubre, el telèfon insígnia plegable interior, lleuger i prim, Glory MagicVs2, que utilitza materials innovadors com ara frontisses de titani Lupin; Nova màquina Xiaomi 14, la versió de titani 14Pro amb més preu.
S'informa que Samsung utilitzarà un marc central d'aliatge de titani al GalaxyS24Ultra, la part del marc central és similar a l'esquema de color de titani de color original de l'iPhone15Pro.

En general, l'aliatge de titani amb avantatges d'alta resistència específica i lleugeresa es promociona molt com a motiu important, que pot fer que els productes d'electrònica de consum siguin més lleugers, l'experiència del consumidor serà més còmoda.
Anàlisi de les característiques del processament de l'aliatge de titani
En primer lloc, la conductivitat tèrmica de l'aliatge de titani és baixa, només 1/4 d'acer, alumini 1/13, coure 1/25, a causa de la lenta dissipació de calor a la zona de tall, no propicia l'equilibri tèrmic, en el procés de tall, l'efecte de dissipació de calor i refrigeració és molt pobre, fàcil de formar una alta temperatura a la zona de tall, la deformació de les peces després del processament del rebot, donant lloc a un augment parell de torsió a l'eina de tall, la vora de la vora del desgast ràpid, la durabilitat es redueix.
En segon lloc, la baixa conductivitat tèrmica de l'aliatge de titani, de manera que la calor de tall acumulada al ganivet de tall a prop de l'àrea petita no és fàcil de difondre, la fricció de la cara frontal augmenta, no és fàcil d'encenxar, la calor de tall no és fàcil de difondre, accelerar el desgast de l'eina. Finalment, l'activitat química de l'aliatge de titani és alta, el processament a altes temperatures és fàcil de reaccionar amb el material de l'eina de tall, la formació de dissolució, difusió, donant lloc a un ganivet enganxós, un ganivet ardent, un ganivet trencat i altres fenòmens.
Les característiques del centre de mecanitzat de mecanitzat d'aliatge de titani
Els centres de mecanitzat poden processar diverses peces al mateix temps per millorar l'eficiència de la producció. Millorar la precisió de mecanitzat de les peces, bona consistència del producte. El centre de mecanitzat té una funció de compensació d'eines, que pot obtenir la precisió de mecanitzat de la pròpia màquina. Hi ha una àmplia gamma d'adaptabilitat i una major flexibilitat, com ara el processament d'arc, el xamfranat i el filet de transició d'aquesta peça, que poden adonar-se de la multifuncionalitat d'una màquina. El centre de mecanitzat pot ser fresat, trepat, mandrinat, roscat i una sèrie de processaments. Es pot realitzar un cost precís per controlar el programa de producció. No hi ha necessitat d'accessoris especials, estalvieu molts fons de costos, reduïu el cicle de producció. Reduir molt la intensitat laboral dels treballadors. Es pot processar en diversos eixos amb UG i altres programaris de processament.
Selecció d'eines i materials refrigerants
1. La selecció del material de l'eina ha de complir els requisits següents
Duresa suficient, la duresa de l'eina ha de ser molt més gran que la duresa de l'aliatge de titani.
Resistència i duresa suficients, a causa de l'aliatge de titani de tall de l'eina quan se sotmet a un gran parell i força de tall, de manera que hi ha d'haver prou força i tenacitat.
Resistència suficient al desgast, a causa de la duresa de l'aliatge de titani, el tall de mecanitzat és afilat, de manera que el material de l'eina ha de tenir una resistència al desgast suficient per reduir l'enduriment del treball. Aquest és el paràmetre més important en la selecció d'eines per mecanitzar aliatges de titani.
Els materials d'eines de tall i l'afinitat de l'aliatge de titani són pobres, a causa de l'alta activitat química de l'aliatge de titani, per evitar la formació de materials d'eines de tall i la dissolució de l'aliatge de titani, la difusió a l'aliatge, donant lloc a un ganivet enganxat, un fenomen de ganivet cremant. Després que els materials d'eina de tall d'ús habitual i els materials d'eines de tall estrangers per a la prova demostrin que l'ús d'un efecte d'eina de tall amb alt cobalt és ideal, el paper principal del cobalt pot reforçar l'efecte d'enduriment secundari, millorar la duresa i la duresa després del tractament tèrmic, i a més. al mateix temps té una alta tenacitat, resistència al desgast, bona dissipació de la calor.
2. Paràmetres geomètrics de la fresa
Les característiques de mecanitzat de l'aliatge de titani determinen els paràmetres geomètrics del tallador i l'eina ordinària hi ha una gran diferència. L'angle de l'hèlix tria un angle de pujada de l'hèlix més petit, augmenta la ranura d'eliminació d'encenalls, eliminació d'encenalls fàcil, dissipació ràpida de la calor, però també redueix la resistència al tall en el procés de tall. El tall de l'angle frontal és afilat, talla ràpidament, evita que l'aliatge de titani produeixi massa calor de tall, per evitar l'enduriment secundari. L'angle posterior redueix la taxa de desgast de la vora de tall, facilita la dissipació de la calor i millora la durabilitat en gran mesura.

3.Selecció de paràmetres de tall
El mecanitzat d'aliatge de titani hauria de triar una velocitat de tall més baixa, una alimentació adequadament gran, una profunditat de tall raonable i un volum d'acabat, el refredament hauria de ser suficient. Velocitat de tall vc {{0}} ~ 50m/min, l'avanç per al desbast requereix un avanç més gran, l'acabat i el semiacabat requereixen un avanç moderat. La profunditat de tall ap=1/3d és adequada, l'afinitat de l'aliatge de titani és bona, l'eliminació d'encenalls és difícil, la profunditat de tall és massa gran, provocarà un fenomen d'enganxament, cremada i fractura de l'eina. Capacitat d'acabat Capa d'enduriment superficial d'aliatge de titani moderat d'uns 0,1 ~ 0,15 mm, la dotació és massa petita, la vora del ganivet talla a la capa endurida, l'eina és fàcil de portar, hauríeu d'evitar la capa de processament endurida, però la dotació de tall no ha de ser massa gran.
4. Refrigerant
El processament d'aliatge de titani és millor no utilitzar refrigerant que conté clor, per evitar la generació de substàncies tòxiques i provocar la fragilització de l'hidrogen, però també per evitar l'esquerdament per corrosió d'estrès a alta temperatura de l'aliatge de titani. Trieu una emulsió sintètica soluble en aigua, també pot ser autocompatible amb el refrigerant. Tallar el refrigerant de processament per garantir una velocitat de circulació suficient, ha de ser ràpida, el flux i la pressió del fluid de tall han de ser grans, els centres de mecanitzat estan equipats amb broquets de refrigeració especials, sempre que l'atenció de l'ajust pugui aconseguir els resultats desitjats.