要想解決這個問(wèn)題,首先(xiān)我們要了解鈦合(hé)金(jīn)這種金屬的金屬特質。
鈦是一種新(xīn)型金屬,鈦的性能與所(suǒ)含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關,最純的碘化鈦雜質含量不(bú)超過0.1%,但其強(qiáng)度低、塑性高。99.5%工業純鈦的(de)性能為:密度(dù)ρ=4.5g/立方厘米,熔點為1725℃,導熱係數λ=15.24W/(m.K),抗拉強度σb=539MPa,伸長率δ=25%,斷麵收縮率ψ=25%,彈性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
強度高鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,僅為鋼的60%,純鈦的密度才接近普(pǔ)通鋼的密度,一些高強度鈦合金超過了許多(duō)合金結構鋼的強度。因此(cǐ)鈦合金的比強度(dù)(強度/密度)遠大於其他金屬結構材料,見表7-1,可製出單位強度高、剛性好、質輕的零(líng)部件。飛機的(de)發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等(děng)都使(shǐ)用(yòng)鈦合(hé)金。
熱強度高使用溫度比(bǐ)鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保(bǎo)持所要(yào)求(qiú)的(de)強度,可在450~500℃的溫度下長期工作這兩(liǎng)類(lèi)鈦合金在150℃~500℃範圍內(nèi)仍有很高的比強度,而鋁合金(jīn)在(zài)150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃,鋁合金(jīn)則在(zài)200℃以下。
抗蝕性好鈦合金在潮濕的大(dà)氣和海水介質中工作,其(qí)抗蝕性遠優於不鏽鋼;對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng);對堿(jiǎn)、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗(kàng)腐蝕能力。但鈦(tài)對(duì)具有還原性氧及鉻(gè)鹽介質的抗(kàng)蝕性差。
低溫性(xìng)能好鈦合金在低溫和(hé)超低溫下,仍能保持其力學性能。低溫性能好,間隙(xì)元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下(xià)還能保持一定的塑性。因此,鈦合金(jīn)也是一種重要的低溫結構(gòu)材料(liào)。
化學活性大鈦的化學活性大,與大氣中(zhōng)O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化(huà)學(xué)反應。含碳量大於0.2%時,會在鈦合金中形成硬質TiC;溫度(dù)較高時,與N作用也會形成TiN硬(yìng)質表層;在(zài)600℃以上時,鈦吸收氧形成硬度很高的硬(yìng)化層;氫含量上升,也會形成脆化層。吸收氣體而產生的硬脆表層深度可達0.1~0.15 mm,硬化程度為20%~30%。鈦的(de)化學親和性也大,易與摩擦表麵產生粘附現象。
導熱彈性小鈦的導熱係數λ=15.24W/(m.K)約(yuē)為鎳的1/4,鐵的1/5,鋁的1/14,而各種鈦合金的導熱係數比鈦的導熱係數約下降50%。鈦合金(jīn)的彈性模量約為鋼的1/2,故其剛性差、易(yì)變形,不宜製作(zuò)細長杆和(hé)薄壁件(jiàn),切削時加工表麵的回彈量很大,約(yuē)為(wéi)不鏽鋼的(de)2~3倍,造成(chéng)刀具後刀麵(miàn)的(de)劇烈摩擦、粘附、粘結磨(mó)損。
所以(yǐ)根(gēn)據以上鈦合金的金屬特性我們可以知道,鈦是一種高強度,高硬度,高熱性,低導熱性(xìng)的金屬。那麽線切割加工是(shì)通過(guò)電腐蝕現象,鉬絲與工件之間通過高頻放電(diàn),瞬間的高溫融化金屬進行切割。熱鈦的高熱性和低導熱性,很容易(yì)造成(chéng)我們在加工鈦時的局部灼燒(shāo)現象,
而高強度的金屬,線切割加工的進給速度也絕對不能(néng)太快,容易造成短路。
以上就(jiù)是加工鈦的一些難點分析(xī)。
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