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      鋁鈦合金型材的特性及其加工工藝

      來源:和訊網  作者:*  日期:2011-9-19
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        鋁鈦合金型材由于其密度小,比強度高,耐高溫,抗氧化性能好等特點,應用廣泛。但鋁鈦合金型材機械加工性能差,影響了該材料的廣泛使用。
       
        【中國幕墻網】鋁鈦合金型材由于其密度小,比強度高,耐高溫,抗氧化性能好等特點,應用廣泛。但鋁鈦合金型材機械加工性能差,影響了該材料的廣泛使用。
        鋁鈦合金型材即在工業純鈦中加入合金元素,以提高鈦的強度。鈦合金可分三種:a鈦合金,b鈦合金和a+b鈦合金。ab鈦合金是由a和b雙相組成,這類合金組織穩定,高溫變形性能、韌性、塑性較好,能進行淬火、時效處理,使合金強化。鈦合金的性能特點主要表現在:
        1)比強度高。鋁鈦合金型材密度小(4.4kg/dm3)重量輕,但其比強度卻大于超高強度鋼。
        2)熱強性高。鋁鈦合金型材的熱穩定性好,在300~500℃條件下,其強度約比鋁合金高10倍。
        3)化學活性大。鈦可與空氣中的氧、氮、一氧化碳、水蒸氣等物質產生強烈的化學反應,在表面形成TiC及TiN硬化層。
        導熱性差。鈦合金導熱性差,鈦合金TC4在200℃時的熱導率l=16.8W/m·℃,導熱系數是0.036卡/厘米·秒·℃。
        鋁鈦合金型材機加工特性分析
        首先,鈦合金導熱系數低,僅是鋼的1/4,鋁的1/13,銅的1/25。因切削區散熱慢,不利于熱平衡,在切削加工過程中,散熱和冷卻效果很差,易于在切削區形成高溫,加工后零件變形回彈大,造成切削刀具扭矩增大、刃口磨損快,耐用度降低。其次,鈦合金的導熱系數低,使切削熱積于切削刀四周的小面積區域內不易散發,前刀面摩擦力加大,不易排屑,切削熱不易散發,加速刀具磨損。最后,鈦合金化學活性高,在高溫下加工易與刀具材料起反應,形成溶敷、擴散,造成粘刀、燒刀、斷刀等現象。
        刀具材料選用應滿足下列要求:
        ·足夠的硬度。刀具的硬度必須要遠大于鋁鈦合金硬度。
        ·足夠的強度和韌性。由于刀具切削鋁鈦合金時承受很大的扭矩和切削力,因此必須有足夠的強度和韌性。
        ·足夠的耐磨性。由于鈦合金韌性好,加工時切削刃要鋒利,因此刀具材料必須有足夠的抗磨損能力,這樣才能減少加工硬化。這是選擇加工鈦合金刀具重要的參數。
        ·刀具材料與鈦合金親合能力要差。由于鋁鈦合金化學活性高,因此要避免刀具材料和鋁鈦合金形成溶敷、擴散而成合金,造成粘刀、燒刀現象。
        經過對國內常用刀具材料和國外刀具材料進行試驗表明,采用高鈷刀具效果理想,鈷的主要作用能加強二次硬化效果,提高紅硬性和熱處理后的硬度,同時具有較高的韌性、耐磨性、良好的散熱性,更加適合加工鋁鈦合金型材。【完】


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