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鈦合金精密零件加工

點(diǎn)擊:245 發(fā)布時(shí)間:2023-06-30

鈦,鈦合金擁有高強度質(zhì)量比、高溫下的高強度、耐腐蝕和熱穩定性等一系列優(yōu)越性能而廣受關(guān)注,不過(guò),鈦和鈦合金的傳統用途主要集中在航空航天與航海工業(yè)領(lǐng)域。民用鈦材的制約因素主要在產(chǎn)品成本,鈦合金精密零件加工。

鈦的粉末冶金是一種完全不同于其他技術(shù)的鈦零部件生產(chǎn)方法,粉末冶金生產(chǎn)零部件,用的是粉末而不是海綿鈦;粉末冶金可以限制與傳統鈦生產(chǎn)相關(guān)的浪費,不需要真空電弧重熔、電子束熔煉或等離子弧熔煉;粉末可以直接形成任何形狀或軋制成品,減少制造一個(gè)零部件所需的原材料,產(chǎn)出更高。

鈦合金精密零件加工這一工藝也可以生產(chǎn)近凈形零部件,減少傳統零部件生產(chǎn)中通常伴隨的浪費,工藝步驟少,提高了產(chǎn)出。不過(guò),粉末冶金也存在一些有待改進(jìn)的問(wèn)題,其中主要的是污染控制問(wèn)題,任何污染都將使金屬不能適用于高精密零部件。航空領(lǐng)域的高結構標準使得粉末冶金鈦合金出現在航空市場(chǎng)面臨重重困難,但它完全可以應用于結構要求沒(méi)有那么嚴格的民用領(lǐng)域。

其中,鈦合金精密零件加工有可能大規模應用的行業(yè)就是汽車(chē)行業(yè)。汽車(chē)市場(chǎng)很龐大,一旦鈦材在汽車(chē)行業(yè)的應用得到推廣,其用鈦量將遠遠超過(guò)目前的航空、航天市場(chǎng)。

汽車(chē)應用鈦材的好處是不言而喻的,可大大減輕質(zhì)量,降低燃耗,提高工作效率,改善環(huán)境和降低噪音,關(guān)鍵是怎樣才能夠把鈦及其合金零件的成本降低到可以接受的水平。

經(jīng)研究,如采用傳統的生產(chǎn)技術(shù),其軋制鈦產(chǎn)品的成本是4.4USD/kg,根據一般的經(jīng)驗,每一個(gè)加工步驟都要使其成本翻一番,所以材料費用至少達到17.6USD/kg。軋制產(chǎn)品在制作成終的機械加工零件之后,其成本要高達44USD/kg。顯然,要用這樣的鈦材來(lái)取代常用的相應鋼制零件是不可能的。然而,采用粉末冶金鈦材則大不一樣。

如果目前可以獲得的海綿鈦細粉或者殘料的價(jià)格為4.4~8.8USD/kg,那么凈形或者近凈形壓制坯料的成本就會(huì )低于4.4USD/kg;在小數量的切削加工之后,連桿等零件的成本就是8.8~11USD/kg。

粉末冶金不僅能采用低成本的原材料,而且可以降低機械加工費用,特別是凈形或者近凈形方法是生產(chǎn)尺寸較大、價(jià)格較低的汽車(chē)零件有效的途徑??梢?jiàn),粉末冶金鈦材具有很強的競爭力。


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