Ваздушни превоз је постао саставни део нашег свакодневног живота-било кроз логистику ваздушног терета или путовање авионом. Када погледамо у небо и посматрамо летелице како лебде изнад нас, поставља се природно питање:који материјали се користе за прављење авиона који могу да носе тако велика оптерећења и да раде на великим висинама?
Хајде да истражимо материјале који стоје иза ове изузетне способности.
Преглед титанијума
Године 1948. ДуПонт је успешно постигао индустријску производњу сунђерастог титанијума користећи процес редукције магнезијума, што је означило велику прекретницу у историји материјала од титанијума. Од тада, легуре титанијума имају широку примену у различитим индустријама због својих изванредних физичких својстава, укључујућивисока специфична чврстоћа, одлична отпорност на корозију и врхунска отпорност на топлоту.
Значајно је да је титанијум у изобиљу елемент у Земљиној кори, рангирандевети по укупном обиљу, далеко превазилазећи уобичајене метале као што су бакар, цинк и калај. Широко је распрострањен у многим врстама стена, посебно у песку и глини, где су резерве посебно значајне.
Карактеристике титанијума
Титанијум показује низ изузетних својстава, укључујућивисока чврстоћа, висока термичка чврстоћа, одлична отпорност на корозију, изванредне перформансе на ниским{0}}температурама и јака хемијска активност.
Конкретно, чврстоћа титанијума далеко превазилази снагу легура алуминијума, легура магнезијума и нерђајућег челика, што га чини једним од најистакнутијих структурних метала. Легуре титанијума такође делују изузетно добро на повишеним температурама, са радним температурама знатно вишим од оних у алуминијумским легурама и могу да одржавају-дугорочни учинак на450–500 степени.
Поред тога, титан показује одличну отпорност на киселине, алкалије и атмосферску корозију, посебно показујући јаку отпорност напитинг корозија и напонска корозија пуцање. На ниским температурама легуре титанијума као нпрТА7задржавају добру дуктилност и механичка својства, чак и на ниским температурама–253 степена.
Међутим, титан показује високу хемијску реактивност на повишеним температурама и може лако да реагује са гасовима као што су водоник и кисеоник у ваздуху, формирајући очврсле површинске слојеве. Штавише, легуре титанијума имају релативно ниску топлотну проводљивост-приближно1/4 никла, 1/5 гвожђа и 1/14 алуминијума-док је њихов модул еластичности отприликеупола мање од челика. Ове карактеристике чине титанијум незаменљивим у многим напредним инжењерским апликацијама.
Класификација и примена легура титанијума
Легуре титанијума се могу класификовати према њиховој примени-легуре отпорне на топлоту, легуре велике-легура, легуре отпорне на корозију-(као што су Ти{0}}Мо и Ти{1}}Пд легуре),нискотемпературне легуре, испецијалне функционалне легуре, укључујући материјале за складиштење водоника од титанијума и гвожђа и легуре за меморију облика титанијум-никл.
Иако је историја примене легура титанијума релативно кратка, њихове изванредне перформансе донеле су им бројне награде, од којих је једно звање„свемирски метал“.Ова ознака произилази из њихове мале тежине, велике чврстоће и одличне отпорности на високе{0}}температуре, што их чини идеалним материјалом за авионе и ваздухопловна возила.
Тренутно, отприликетри-четвртине светске производње титанијума и легура титанијума користи се у ваздухопловном сектору, при чему су многе компоненте које су некада биле направљене од легура алуминијума сада замењене легурама титанијума.
Ваздухопловство
Легуре титанијума су критични материјали у производњи авиона и мотора. Они се широко користе уковане компоненте вентилатора, дискови и лопатице компресора, кућишта мотора, издувни системи, као и структурне компоненте као нпррамови и преграде.
У ваздухопловним апликацијама, висока специфична чврстоћа, отпорност на корозију и перформансе на ниским{0}}температурама легура титанијума чине их идеалним запосуде под притиском, резервоари за гориво, причвршћивачи, траке за инструменте, структурни оквири и кућишта ракета. Заварени лимови од легура титанијума се широко користе увештачки сателити, лунарни модули, свемирске летелице са људском посадом и спејс шатлови.
Године 1950. Сједињене Државе су први пут примениле легуре титанијума наФ-84 ловац-бомбардер, користећи их за компоненте које не носе-оптерећење- као што су топлотни штитови задњег дела трупа, ваздушни канали и репни оклопи. Почевши од 1960-их, легуре титанијума су се прошириле са задњег дела трупа на средњи-труп, делимично замењујући конструкцијски челик упреграде, греде и преклопне траке.
До 1970-их, са масовном производњом цивилних авиона као што суБоинг 747, употреба титанијума се драматично повећала. Само Боеинг 747 користио је више од3.640 кг титанијума, што чини приближно28% структурне тежине авиона. Легуре титанијума су такође постале у великој мери коришћене у ракетама, сателитима и свемирским летелицама.
Карактеристике обраде легура титанијума
Прво, легуре титанијума имају релативно ниску топлотну проводљивост{0}}само окоједна-четвртина од челика, једна-тринаестина алуминијума и једна-двадесет-пета од бакра. Током машинске обраде, расипање топлоте и хлађење су стога неефикасни, што доводи довисоке температуре концентрисане у зони сечења. Ово може проузроковати деформацију радног предмета и еластични опоравак, повећати обртни момент резања, убрзати хабање ивица алата и значајно смањити век трајања алата.
Друго, пошто је топлота резања концентрисана близу ивице сечења и не може се брзо распршити, трење се повећава, што отежава евакуацију струготине и додатно убрзава хабање алата.
Коначно, на повишеним температурама, хемијска активност легура титанијума се значајно повећава. Они имају тенденцију да реагују са материјалима алата, што доводи доадхезија, дифузија и формирање{0}}награђених ивица. Ове појаве могу довести до заглављивања алата, сагоревања или лома, што озбиљно утиче на квалитет обраде и ефикасност.
Предности обрадних центара
Обрадни центри могу да обрађују више компоненти истовремено, значајно побољшавајући ефикасност производње. Њихова висока прецизност обезбеђује одличну конзистентност производа, а са функцијама компензације алата, инхерентна прецизност машине алатке може се у потпуности искористити.
Обрадни центри такође нудеснажна прилагодљивост и флексибилност, лако руковање лучном обрадом, скошењем и прелазима угао. Још импресивније, они подржавајумулти-функционалне операције, укључујући глодање, бушење, бушење и урезивање{0}}све на једној машини.
Из перспективе{0}}контроле трошкова, обрадни центри омогућавају прецизно обрачунавање трошкова и планирање производње, елиминишу потребу за специјализованим уређајима, смањују укупне трошкове и скраћују производне циклусе. Они такођеу великој мери смањити интензитет радаи може се неприметно интегрисати са ЦАМ софтвером као нпрУГ (НКС)за обављање више{0}}осинске обраде.
Избор алата за сечење и расхладних течности
Избор одговарајућих алата за сечење и расхладних течности је критичан када се обрађују легура титанијума. Материјали за алат морају бити изложенивисока тврдоћа и отпорност на хабањекако би се обезбедило ефикасно уклањање материјала. Одабир расхладне течности директно утиче на квалитет обраде и ефикасност-одговарајуће расхладне течности смањују трење и топлоту резања, продужавајући век алата и побољшавајући тачност обраде.
1. Захтеви за материјал за алат
Тврдоћа алата мора бити знатно већа од тврдоће легура титанијума да би се омогућило ефикасно сечење.
Алати морају имати довољну снагу и жилавост да издрже велики обртни момент и силе резања.
С обзиром на високу жилавост легура титанијума, резне ивице морају остати оштре; стога је потребна одлична отпорност на хабање да би се смањило радно очвршћавање.
2. Избор геометрије крајњег глодала
Због јединствених карактеристика обраде легура титанијума, геометрија крајњег глодала значајно се разликује од конвенционалних алата.
A мањи угао спирале ( )препоручује се за повећање запремине жлебова, побољшање евакуације струготине и побољшање дисипације топлоте.
3. Одабир параметара сечења
Приликом обраде легура титанијума,ниже брзине резањатреба користити, у комбинацији са одговарајућим брзинама помака, разумним дубинама сечења и контролисаним додацима за завршну обраду.
4. Избор и примена расхладне течности
Треба избегавати расхладне течности које садрже хлор да би се спречило стварање токсичних супстанци и водонична кртост, као и да би се смањио ризик од пуцања корозије под напрезањем на повишеним температурама.
Препоручује се употребасинтетичке емулзије{0}}растворљиве у водиили специјално формулисане расхладне течности погодне за машинску обраду легура титанијума.
