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Effiziente Bearbeitung von Flugzeugteilen aus Titanlegierungen

Effiziente Bearbeitung von Flugzeugteilen aus Titanlegierungen


Titanlegierung hat die Vorteile einer geringen Dichte und Korrosionsbeständigkeit und wird häufig beim Bau von Flugzeugkörpern verwendet, neigt jedoch während der CNC-Bearbeitung zu Verformungen, und die Bearbeitungsgenauigkeit ist schwer zu garantieren. Daher ist es notwendig, fortschrittliche moderne Technologien und eine perfekte Infrastruktur zu verwenden, um effektive Bearbeitungsverfahren zu formulieren und letztendlich die Gesamtbearbeitungseffizienz und -qualität durch CNC-Bearbeitung Ausrüstung. Tiefgehende Analyse kombiniert mit Titan Legierungsbearbeitung Methoden zielt darauf ab, die Bearbeitungseffizienz von verwandten Teilen zu verbessern

Effiziente Bearbeitung von Flugzeugteilen aus Titanlegierungen
Effiziente Bearbeitung von Flugzeugteilen aus Titanlegierungen

Als eine Art hochfeste Werkstoffteile haben Titanlegierungsteile einen extrem hohen Anwendungswert in der Flugzeugteile  Feld. Herkömmliche Bearbeitungsmethoden sind für die Fertigungsanforderungen moderner Flugzeugstrukturen nicht mehr geeignet. Daher kann der Einsatz von Titanlegierungsteilen den Anforderungen der Flugzeugentwicklung weitestgehend gerecht werden. Teile aus Titanlegierungen sind im Flugzeugbau weit verbreitet. Zum Beispiel können mit Schrauben und Muttern größere Rumpfspanten und Schlüsselteile wie Triebwerksblätter und Landung befestigt werden Gang kann aus Titanlegierungsmaterialien hergestellt werden.

Anwendungsgebiete und Vorteile von Titanlegierungsteilen

1.1 Anwendungsbereich von Titanlegierungsteilen

Nehmen Sie als Beispiel das Passagierflugzeug B777. Bei der Herstellung des Flugzeugmontagerahmens werden Gussteile aus einer Titanlegierung verwendet. Es ist ersichtlich, dass bei der Herstellung von Zivilflugzeugen die Anwendungstechnologie von Teilen aus Titanlegierungen relativ ausgereift ist. Darüber hinaus sind Titanlegierungsteile auch für die Entwicklung der Luftfahrtindustrie von großer Bedeutung. Das europäische Unternehmen Doncasters verwendet beispielsweise die Schleudergusstechnologie, um eine Titanlegierung auf das Bremsdrehmoment aufzubringen.

1.2 Anwendungsvorteile von Titanlegierungsteilen

Teile aus Titanlegierung haben folgende technische Vorteile:

  • Erstens besteht keine Notwendigkeit, während des Formungsprozesses Formen zu verwenden;
  • Zweitens muss in der Vorbereitungsphase nicht viel Energie und Geld investiert werden;
  • Drittens kann es die Effizienz des Materialverbrauchs effektiv verbessern. Teile aus Titanlegierung verbessern nicht nur die Sicherheitsleistung von Flugzeugstrukturkomponenten, sondern minimieren auch die Anzahl der verbundenen Teile, sparen effektiv die manuelle Montagezeit und erzielen den Effekt einer wechselseitigen Umsatz- und Qualitätsentwicklung.

Merkmale von Titanlegierungsteilen für Flugzeuge

2.1 nicht leicht zu verformen

Titanlegierungsmaterial hat eine höhere Festigkeit und Wärmefestigkeit und hat eine geringere Dichte. Im Vergleich zu Stahlmaterial beträgt es nur 60% der Dichte von Stahl. Dies macht Titanlegierungsmaterial auch bei hohen Temperaturen von 300°C bis 500°C ohne Verformungsprobleme. Die Titanlegierungsstruktur eines bestimmten Typs von Flugzeugtriebwerken wird von der Titanlegierung TC4 verarbeitet SchmiedenS. Die Masse beträgt 19.987 kg, die Breite 600 mm und die Länge 2800 mm, aber die Wandstärke beträgt nur 1.50 mm.

2.2 niedrige Temperaturbeständigkeit

Titanlegierung hat eine hohe Niedertemperaturbeständigkeit, das heißt, sie kann ihre eigenen mechanischen Eigenschaften auch unter niedrigen oder extrem niedrigen Temperaturen beibehalten. Es ist ein Material mit starker Kältebeständigkeit. Entsprechend verwandten Tests ist bekannt, dass die Titanlegierung eine Temperatur von -196°C hat. Darunter beträgt die Zugfestigkeit σb 1207 Pa.

2.3 starke Korrosionsbeständigkeit

Teile aus Titanlegierungen können im Flugzeugbereich weit verbreitet verwendet werden, ein sehr wichtiger Grund ist, dass sie eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Wenn das Flugzeug in großer Höhe fliegt, haben die Stoffe in der Luft eine gewisse korrosive Wirkung auf die Oberfläche des Flugzeugs. Teile aus einer Titanlegierung können diesen Nachteil effektiv beseitigen und die Sicherheit des Flugzeugs gewährleisten.

2.4 Mit chemischen Eigenschaften

Titanlegierungen können mit einer Vielzahl von Metallelementen reagieren. Mit Hilfe chemischer Reaktionen können die mechanischen Eigenschaften von Titanlegierungen maximiert werden. Beispielsweise können Titanlegierungen in einer Hochtemperaturumgebung über 600°C mit Sauerstoff reagieren, um eine entsprechende Oxidschicht zu bilden.

2.5 niedrige Wärmeleitfähigkeit

Die Anwendung von Titanlegierungsteilen an Flugzeugen kann die Wahrscheinlichkeit des Versagens von Flugzeugteilen effektiv reduzieren und eine übermäßige Wärmeleitung von Flugzeugteilen vermeiden, die die normale Anwendung anderer Teile beeinträchtigt.

2.6 Kleiner Elastizitätsmodul

Bei der Verwendung von Titanlegierungsteilen diese nicht zu schlanken Teilen verarbeiten. Dies liegt daran, dass der Elastizitätsmodul der Titanlegierung relativ klein ist und sich leicht verformen lässt. Außerdem in der Titanbearbeitung Aufgrund des großen Rückpralls der Titanlegierung ist das Werkzeug leicht zu verschleißen.

Bearbeitungs- und Anwendungsmaßnahmen von Titanlegierungsteilen für Flugzeuge

Chinas Luftfahrtindustrie legt großen Wert auf den Einsatz von Rohstoffen und der F&E-Schwerpunkt liegt auf der Prozessentwicklung und -anwendung, um die Leistung von Flugzeugen zu verbessern.

3.1 Erweiterung des Anwendungsbereichs von Gussteilen aus Titanlegierungen

Im Vergleich zu anderen  Titanteile, das Feingussverfahren hat seine ganz eigenen Vorteile:

  1. Die Gussgröße ist genau, die Oberfläche ist relativ glatt und die Rauheit ist gering;
  2. Es kann komplex geformte Gussteile gießen;
  3. Es verbessert nicht nur die Nutzungsrate von Metallrohstoffen, sondern kann auch die Produktionsflexibilität und Anpassungsfähigkeit verbessern.

Im eigentlichen Anwendungsprozess kann die Festigkeit von Titanlegierungen jedoch den Anforderungen des Flugzeugbaus nicht vollständig gerecht werden. Daher sollte der Schwerpunkt in der Forschung und Entwicklung auf die Verbesserung der Zugfestigkeit von Titanlegierungen gelegt werden. Die Entwicklungsgeschwindigkeit der Präzisionsgusstechnologie für Titanlegierungen in meinem Land hat in den letzten Jahren kontinuierlich zugenommen. Auf dieser Basis hat die Diagonalüberholkupplung in der Luftfahrt breite Anwendung gefunden. Aufgrund der hohen Anforderungen von Flugzeugen an Titanlegierungsteile ist die Bildungsrate der Flugzeug-Titanlegierungsteile meines Landes relativ gering. Daher müssen Wissenschaft und Technologie eingesetzt werden, um das Gussniveau zu verbessern, die Produktproduktionskosten und Produktionszyklen zu reduzieren und die Ziele der Massenproduktion zu erreichen. .

3.2 Entwicklungskosten senken

Auf der Grundlage des Hochleistungslaserauftragschweißens und des Rapid Prototyping wurde die Laserformgebungstechnologie mit Titanlegierungspulver weit verbreitet verwendet. Diese Technologie verwendet einen hochenergetischen Laserstrahl, um das Titanlegierungspulver zu schmelzen und auf dem Substrat in Form winziger Tröpfchen zu verfestigen, und verlässt sich dann auf die Computersteuerungstechnologie, um den Laserkopf wiederholt zu bewegen und dadurch Schicht für Schicht zu stapeln, und erhalten Sie schließlich das erforderliche Modell der Titanlegierungsteile.

Gegenwärtig wurde die Gesamtleistung der Titanlegierungsstruktur erheblich verbessert und das Gewicht des Teils selbst wurde erheblich reduziert, was von der Luftfahrt bevorzugt wurde. In Kombination mit der tatsächlichen Situation steigen die Kosten für Nb, Mo und V-Elemente in Titanlegierungen ist relativ teuer, was zu höheren Rohstoffkosten führt.

Daher haben Titanlegierungen für die Luftfahrt mit relativ geringen Investitionskosten große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Derzeit haben Forscher herausgefunden, dass Fe-Elemente verwendet werden können, um die teuren Nb-, Mo- und V-Elemente zu ersetzen, was nicht nur die Leistung von Materialien sicherstellen kann, sondern auch die Inputkosten von Titanlegierungsrohstoffen effektiv senken kann.

3.3 Verteilung und Oberflächenschutzverfahren

Bei der Analyse der Oberflächenschicht von BT3-1 und OT4-1 kann der Schluss gezogen werden, dass die Verteilung von Wasserstoff in der Oberflächenschicht relativ kompliziert ist und der Wasserstoffgehalt allmählich ansteigt, und wenn er den Maximalwert erreicht, ist es wird entsprechend abnehmen. Gegenwärtig wurden die dreidimensionale Laserformtechnologie und Titanlegierungsteile effektiv kombiniert, und großflächige Titanlegierungshauptteile Lager Komponenten für Flugzeuge entwickelt.

3.4 Verbesserung des Metallnutzungsfaktors von Warmschmiedewerkzeugen

Der effektivste Weg, um den Metallnutzungsfaktor zu erhöhen, besteht darin, ein Erhitzen mit geringer Oxidation und ohne Oxidation zu verwenden. Bei Titanlegierungen kann das Erhitzen des Rohlings mit trockener Luft dieses Problem effektiv lösen. Nach einschlägigen Untersuchungen sollte die Temperatur beim Erhitzen in einem Elektroofen auf 950℃~980℃ eingestellt werden. Darüber hinaus konnte durch Tests an BT20 und OT4-1 (TC1), Erhitzen aller Proben und gleichmäßiges Gesenkschmieden festgestellt werden, dass die bei niedriger Temperatur voroxidierte Wolloberfläche des Rohlings einen glatten Effekt aufweist, was zu einer Schlussfolgerung, dass die Oxidschicht und der Gassättigungszustand einen wichtigen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften haben.

Fazit

Im Kontext der kontinuierlichen Entwicklung von Wissenschaft und Technologie haben die meisten Unternehmen ihre Transformation abgeschlossen, und auch die Aluminiumindustrie meines Landes hat gute Ergebnisse erzielt. Im Zuge der schnellen wirtschaftlichen Entwicklung entwickelt sich die Titanlegierungsindustrie weiter in Richtung erneuerbarer Energien, wodurch Titanlegierungsteile in mehr Bereichen effektiv eingesetzt werden können und eine solide Grundlage für die Entwicklung von Energieeinsparung und Emissionsreduzierung gelegt wird.

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