Havacılık Titanyum Alaşımlı Dövme Parçalarının Üretimi ve İşlenmesinin Tartışılması ve Uygulanması
21. yüzyıla girerken havacılık, daha geniş bir gelişme beklentisi göstermektedir. Yüksek seviyeli veya ultra yüksek seviyeli havacılık faaliyetleri daha sık hale gelecek ve rolü bilim ve teknoloji alanının çok ötesine geçecek ve siyaset, ekonomi, askeriye ve hatta insanın sosyal hayatı üzerinde etkisi olacak. Daha geniş ve daha geniş kapsamlı etkiler.
Havacılık sektörünün büyük başarılarının havacılık malzeme teknolojisinin gelişimi ve atılımından ayrılamaz olduğunu, titanyum alaşımının yüksek mukavemet ve hafif yüzey kalitesi gibi avantajları nedeniyle havacılık alanında vazgeçilmez bir konuma sahip olduğunu belirtmek gerekir.
5. sınıf titanyum dövme660MPa kesme mukavemeti ve 1100MPa çekme mukavemeti gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için genellikle çözeltiyle yaşlandırma ısıl işlemi gerektirir.
Titanyum alaşımından yapılan bağlantı elemanları detaylı olarak incelenmelidir. Görünümde bir hasar olup olmadığının gözlemlenmesinin yanı sıra mekanik özellikleri ve metalurji muayeneleri de yapılmalıdır. Titanyum alaşımlı bağlantı elemanları katı malzeme standartlarına, kaliteye, performans standartlarına ve gereksinimlere sahiptir. ,
Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının işlenmesi teknik koşulları, AMS4967 standardında önerilen ilgili gereksinimlere (tel, tavlanmış, dövme ve halkalar, ısıl işlem görebilen titanyum alaşımlı çubuklar) uygun olmalıdır. Faz, görünüm, kusur kontrolü ve mekanik özellikler açısından açık standart gereklilikleri ve performans gereksinimleri vardır.
1. Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının işlenmesindeki sorunlar
Korozyon sorunu. Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarını takarken, yüzey kaplamasının metal hava saldırıları arasında akmasını sağlayacak şekilde belirli bir boşluk oluşturmak kolaydır, bu da bağlantı elemanlarını üretim süreci sırasında hasara karşı savunmasız hale getirir. Sonraki kullanım sırasında bağlantının sıkılığı etkilenecektir. Titanyum alaşımlı malzemelerin korozyona karşı dayanıklı olmasının temel nedeni yüzeyinde koruyucu bir oksit filmi bulunmasıdır. Bu film tabakası, malzemenin içindeki titanyum alaşımını oksidasyondan etkili bir şekilde koruyabilir, böylece titanyum alaşımlı malzemenin korozyon direncini artırabilir.
Tornalama işleminde sorunlar. Titanyum alaşımlı malzemelerin işlenmesi zordur ve termal iletkenlikleri zayıftır. İşleme sırasında üretilen ısı, parça ve makine yapısı boyunca yayılmaz, ancak güçlü bir çentik hassasiyetinin olduğu kesme bölgesinde yoğunlaşır ve bu da çentiklenmeye ve deformasyona yol açabilir; kesici kenarın körelmesi daha da yüksek ısı üretir ve takım ömrünü daha da azaltır Kesme işlemi sırasında oluşan yüksek sıcaklık aynı zamanda iş parçasının sürekli sertleşmesine de neden olur. Bu olay titanyumun yüzey bütünlüğünü etkileyecek ve parçanın geometrik doğruluğunun hatalı olmasına ve yorulma mukavemetinin ciddi şekilde azalmasına yol açabilecektir. Genel olarak konuşursak, makul mekanik işleme koşullarında tornalama işlemi zor değildir. Seri üretim, sürekli kesme ve nispeten büyük miktarda talaş kaldırma gerektiren kesme içinse semente karbür takımların kullanılması gerekir; ve kesme veya kesmeyi oluşturmak için çelik aletlerin kullanılması gerekir. Makul ayarlamalar yapın ve gerekirse sermet bıçakları kullanın.
Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının işlenmesinde hassasiyet. Makineler için hassasiyet gereksinimleri daha yüksek olacaktır. Mekanik üretim sırasında, takım her üretim sürecinde iş aşınması durumunda olduğundan ve programa göre kalibre edildiğinden, titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının yoğunluğu daha yüksektir ve işleme işlemi sırasında takım kolayca aşınır. Bu durumda takım hala programa göre işlenmektedir ve bu durum, işleme sırasında kompakt parçaların hassasiyetinin kolayca etkilenmesine neden olabilir. Bağlantı elemanlarının hassasiyeti tüm işlem süreci boyunca hata aralığı dahilinde sıkı bir şekilde kontrol edilmezse, titanyum alaşımı ve diğer malzemeler kullanım işlemi sırasında sıkı bir şekilde bağlanamaz ve bu da sonraki kullanım üzerinde belirli bir etkiye sahip olacaktır. Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının talaşlı imalat üretim sürecindeki hassasiyeti, üretim sürecinde aşılması gereken önemli bir sorundur. Örneğin, resimde gösterilen bağlantı elemanı zanaat ürünü, yüksek hassasiyetli üretim atölyesinde üretilen bir üründür ve bu ürünün bağlantı performansı daha iyidir.
2. Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının işlenmesine yönelik teknolojik bilgi birikimi
Kesme kuvvetini, kesme ısısını ve iş parçasının deformasyonunu azaltmak için pozitif açılı geometrik kesici uçlar kullanın; kesici uçların kesici kenarlarını keskin tutun, kör takımlar ısı oluşumuna ve aşınmaya neden olur ve bu da kolayca takımın arızalanmasına neden olabilir.
İş parçasının sertleşmesini önlemek için sabit ilerlemeyi koruyun. Kesme işlemi sırasında takım daima ilerleme durumunda olmalıdır. Frezeleme sırasında radyal kesme ae'si yarıçapın %30'u olmalıdır.
İşleme prosesinin termal stabilitesini sağlamak ve iş parçası yüzeyinin aşırı sıcaklıktan dolayı dejenerasyonunu ve takım hasarını önlemek için yüksek basınçlı ve geniş akışlı kesme sıvısı kullanılır.
Titanyum alaşımını en yumuşak durumda işlemeye çalışın, çünkü malzemenin sertleştikten sonra işlenmesi daha zor hale gelir ve ısıl işlem malzemenin mukavemetini artırır.
Kesme kenarının mümkün olduğunca fazlasını kesime sokmak için geniş bir köşe radyüsü veya pah ile dalın. Bu, her noktada kesme kuvvetini ve ısıyı azaltabilir ve yerel kırılmayı önleyebilir. Titanyum alaşımlarını frezelerken, kesme parametreleri arasında kesme hızı, takım ömrü vc üzerinde en büyük etkiye sahiptir ve bunu radyal kesme miktarı (freze derinliği) ae takip eder.
3. Havacılıkta uygulama
Verilere göre titanyum alaşımlı bağlantı elemanları uçaklarda yaygın olarak kullanılıyor.
Her Çin yapımı C919 uçağının yaklaşık 200,000 parça titanyum alaşımlı bağlantı elemanına ihtiyacı vardır ve 100 başlangıç siparişinden oluşan ilk partiyi tamamlamak için 20 milyon adet titanyum alaşımlı bağlantı elemanına ihtiyaç vardır.
2018 yılında planlanan yıllık 150 büyük uçak üretimine göre her yıl 30 milyon adet titanyum alaşımlı bağlantı elemanına ihtiyaç duyulmaktadır. Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının gelişme potansiyeli çok büyüktür ve pazarın gelişme beklentisi oldukça umut vericidir.
Son yıllarda Çin havacılık ve uzay endüstrisinin hızla gelişmesiyle birlikte havacılık bağlantı elemanlarına olan talep önemli ölçüde arttı.
Ayrıca Çin'in büyük uçak imalatı da büyük ilerleme kaydetti. 2014 yılındaki ilk uçuşa hala biraz zaman olmasına rağmen, 2010 yılı sonundaki hava fuarında 100 başlangıç siparişi alındı. Bu siparişlerin tamamlanması çok önemli Alaşımlı bağlantı elemanlarına olan talep çok büyük ve pazar beklentisi çok yüksek. Titanyum alaşımlı bağlantı elemanlarının kullanımı oldukça ümit vericidir.
Havacılık ekipmanlarının sürekli ve güvenli uçuşunu sağlamak amacıyla titanyum bağlantı elemanlarına yönelik gereksinimler son derece yüksektir. Özellikle ticari uçaklar hizmete alındıktan sonra 20 ila 30 yıl boyunca görev yapacak ve günde on saatten fazla kesintisiz uçacak. Bağlantı elemanlarına yönelik gereksinimler havacılık standartlarından bile daha yüksektir. Titanyum alaşımlı bağlantı elemanları yukarıdaki gereksinimleri karşılayabilir.
Ek olarak, titanyum alaşımlı bağlantı elemanları uçağın ağırlığını büyük ölçüde azaltabilir, bu da yalnızca uçağın performansını artırmakla kalmaz, aynı zamanda kullanım maliyetini de azaltır. En önemlisi yakıt tüketimini azaltmaktır.
Bu mükemmel performansın uçak imalatında yaygın olarak kullanılması kaçınılmazdır. Şu anda gelişimini engelleyen ana sorun titanyum alaşımlı malzemedir.
Makine sektörünün analizi, Çin'in büyük bir bağlantı elemanı üreticisi ülke olduğunu ve üretiminin uzun yıllardır dünyada birinci sırada yer aldığını ancak Çin'in güçlü bir bağlantı elemanı üreticisi ülke olmadığını gösterdi.
Çin'de üretilen bağlantı elemanlarının çoğu düşük kaliteli ve düşük katma değerli ürünlerdir. Havacılık bağlantı elemanları gibi üst düzey bağlantı elemanlarının pazar payı nispeten düşüktür. Ürün türleri ve spesifikasyonları oldukça sınırlıdır ve ilgili teknolojilerin ve üretimin iyileştirilmesi gerekmektedir.
Titanyum alaşımlı malzemelerin son yıllarda yaygın kullanımı, inovasyon dürtüsünden ve ülkenin büyük planından ayrılamaz.
Titanyum alaşımının işlenmesinin maliyeti düşmeye devam ettikçe, gelecekte uçak yapılarındaki uygulamaları giderek daha kapsamlı hale gelecektir.
Çin havacılık endüstrisinin hızla gelişmesi ve uçak performans gereksinimlerinin sürekli iyileştirilmesiyle birlikte, geleceğin yüksek performanslı havacılık bağlantı elemanları, titanyum alaşımlı malzemeler için daha yüksek mukavemet, daha yüksek kırılma dayanıklılığı ve daha yüksek yorulma performansı gerektirecektir.
