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鈦合金精密零件加工

點擊:403 發(fā)布時間:2023-06-30

鈦,鈦合金擁有高強度質量比、高溫下的高強度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定性等一系列優(yōu)越性能而廣受關注,不過,鈦和鈦合金的傳統(tǒng)用途主要集中在航空航天與航海工業(yè)領域。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(tǒng)鈦生產(chǎn)相關的浪費,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(tǒng)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,粉末冶金也存在一些有待改進的問題,其中主要的是污染控制問題,任何污染都將使金屬不能適用于高精密零部件。航空領域的高結構標準使得粉末冶金鈦合金出現(xiàn)在航空市場面臨重重困難,但它完全可以應用于結構要求沒有那么嚴格的民用領域。

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

汽車應用鈦材的好處是不言而喻的,可大大減輕質量,降低燃耗,提高工作效率,改善環(huán)境和降低噪音,關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(tǒng)的生產(chǎn)技術,其軋制鈦產(chǎn)品的成本是4.4USD/kg,根據(jù)一般的經(jīng)驗,每一個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低于4.4USD/kg;在小數(shù)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、價格較低的汽車零件有效的途徑??梢?,粉末冶金鈦材具有很強的競爭力。


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