1. Y tu hwnt i'r ffynnon - cryfder uchel hysbys - i gymhareb pwysau -, beth yw'r priodweddau sylfaenol eraill sy'n gwneud bariau aloi titaniwm yn ddeunydd critigol mewn diwydiannau awyrofod a meddygol?
Er bod cymhareb pwysau'r cryfder - i - yn hollbwysig, mae sawl priodwedd gynhenid arall o aloion titaniwm yr un mor hanfodol ar gyfer y sectorau perfformiad - uchel hyn:
Gwrthiant cyrydiad eithriadol: Mae titaniwm yn naturiol yn ffurfio haen ocsid trwchus, ymlynol a sefydlog (TIO₂) sy'n diwygio ar unwaith os caiff ei ddifrodi. Mae hyn yn gwneud bariau titaniwm yn gwrthsefyll ystod eang o amgylcheddau, gan gynnwys dŵr hallt, hylifau'r corff, cloridau, a llawer o gemegau, yn rhagori ar alwminiwm a duroedd di -staen mewn cyfryngau penodol.
Biocompatibility: Dyma'r allwedd ar gyfer mewnblaniadau meddygol. Mae Titaniwm yn - gwenwynig ac ni chaiff ei wrthod gan y corff dynol. Mae ei allu osseointegration - Mae'r gallu i asgwrn dyfu i mewn i arwyneb y titaniwm - yn ei wneud yn ddeunydd delfrydol ar gyfer bariau orthopedig a ddefnyddir mewn gwiail asgwrn cefn, coesau clun, a sgriwiau esgyrn.
Perfformiad blinder: Mae aloion titaniwm yn arddangos cryfder blinder rhagorol, sy'n golygu y gallant wrthsefyll nifer uchel o gylchoedd llwytho cylchol cyn methu. Mae hyn yn gwbl hanfodol ar gyfer cylchdroi rhannau mewn peiriannau jet (ee disgiau cywasgydd) a chydrannau ffrâm awyr sy'n destun cylchoedd pwyso.
Modwlws Elastigedd: Mae modwlws Titaniwm tua hanner y dur, sy'n golygu ei fod yn fwy hyblyg. Mae'r hyblygrwydd rheoledig hwn yn fuddiol mewn cymwysiadau fel mewnblaniadau orthopedig, lle gall cydweddiad agosach â modwlws Bone helpu i leihau cysgodi straen.
2. Y graddau TI-6AL-4V (gradd 5) a titaniwm pur yn fasnachol (ee, gradd 2) yw'r rhai mwyaf cyffredin. Pryd fyddai peiriannydd yn nodi bar o Titaniwm CP dros yr aloi TI-6AL-4V cryfach?
Mae'r dewis rhwng Titaniwm CP a Ti - 6Al-4V yn gyfaddawd clasurol rhwng cryfder, ffurfiadwyedd, ac ymwrthedd cyrydiad.
Nodwch Titaniwm CP (Graddau 1 - 4) Pan fydd angen y lefel uchaf o ffurfadwyedd, hydwythedd ac ymwrthedd cyrydiad, ac nid cryfder mecanyddol eithafol yw'r prif yrrwr. Mae Titaniwm CP yn haws i ffurf oer, plygu a weldio. Fe'i nodir ar gyfer offer prosesu cemegol (ee, cregyn cyfnewidydd gwres, pibellau), cydrannau morol, a mewnblaniadau meddygol lle mae angen yr hyblygrwydd mwyaf a biocompatibility heb gryfder uwch aloi (ee, platiau cranial).
Nodwch Ti - 6al - 4V (Gradd 5) Pan fo cryfder uchel, ymwrthedd blinder, a pherfformiad tymheredd uchel (hyd at ~ 400 gradd / 750 gradd f) yn hollbwysig. Dyma'r blaen gwaith ar gyfer cydrannau strwythurol awyrofod (trawstiau gêr glanio, mowntiau injan), cydrannau injan tyrbin, a mewnblaniadau meddygol straen uchel fel coesau femoral a dyfeisiau trawma orthopedig. Y cyfaddawd yw ei fod yn llai hydwyth ac yn anoddach ei ffurfio a'i beiriannu na Titaniwm CP.
3. Beth yw'r prif heriau peiriannu sy'n gysylltiedig â bariau aloi titaniwm, a pha strategaethau sy'n cael eu defnyddio i'w goresgyn?
Mae peiriannu titaniwm yn hynod o anodd oherwydd ei briodweddau materol:
Dargludedd thermol isel: Nid yw gwres a gynhyrchir wrth dorri yn diflannu i'r sglodion na'r darn gwaith; Yn lle hynny, mae'n canolbwyntio ar ymyl yr offeryn torri, gan arwain at wisgo offer cyflym a methiant.
Adweithedd Cemegol Uchel: Ar dymheredd uchel y deuir ar eu traws wrth beiriannu, mae titaniwm yn adweithio â deunyddiau offer (fel carbid), gan achosi carlamu, adlyniad a gwisgo trylediad, sy'n diraddio'r offeryn.
Caledu Gwaith: Gall Titaniwm weithio - caledu wrth dorri, gan wneud tocynnau dilynol hyd yn oed yn anoddach ac arwain at orffeniad wyneb gwael os na chaiff ei reoli.
Ymhlith y strategaethau i oresgyn yr heriau hyn mae:
Offer miniog: Gan ddefnyddio offeryn ongl rhaca miniog, positif - - gyda haenau arbenigol (ee, tialn) i leihau ffrithiant a gwres.
Cyflymder isel, cyfradd porthiant uchel: defnyddio cyflymderau torri is i reoli cynhyrchu gwres ond defnyddio cyfraddau porthiant uwch i gadw'r offeryn o flaen y gwaith - parth caled.
Oerydd pwysau uchel -: Mae defnyddio oerydd pwysau uchel - wedi'i gyfeirio'n fanwl gywir ar y rhyngwyneb torri. Mae'n tynnu gwres, yn iro'r toriad, ac yn golchi sglodion i ffwrdd i atal torri re -.
Gosodiadau anhyblyg: Sicrhau anhyblygedd eithafol yn yr offeryn peiriant, y darn gwaith, a gosodiad i wrthweithio gwanwyniaeth Titaniwm ac osgoi sgwrsio.
4. Sut mae microstrwythur bar aloi titaniwm (ee, alffa, beta, alffa - beta) yn dylanwadu ar ei briodweddau mecanyddol a'i ddetholiad ar gyfer cais?
Mae'r elfennau aloi a'r microstrwythur sy'n deillio o hyn yn diffinio galluoedd aloi titaniwm. Y tri phrif ddosbarth yw:
Aloion alffa (ee, cp ti, ti - 5al - 2.5sn): mae'r rhain yn - y gellir eu trin â gwres ac yn cael eu cryfhau'n bennaf trwy gryfhau datrysiad solid. Maent yn arddangos weldadwyedd rhagorol, ymwrthedd ymgripiad ar dymheredd uchel, ac ymwrthedd cyrydiad da. Fe'u defnyddir yn nodweddiadol mewn prosesu cemegol a chymwysiadau cryogenig.
Alpha - aloion beta (ee, Ti-6al-4v): Dyma'r dosbarth mwyaf cyffredin. Gellir eu cryfhau trwy drin gwres (trin toddiant a heneiddio), sy'n gwaddodi gronynnau alffa mân mewn matrics beta trawsffurfiedig. Mae hyn yn cynnig cydbwysedd rhagorol o gryfder, hydwythedd a chryfder blinder. Nhw yw'r dewis diofyn ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau awyrofod a meddygol.
Aloion beta (ee, ti - 10v - 2Fe-3al, Ti-15V-3Cr-3SN-3Al): Mae'r rhain yn llawn sefydlogwyr beta (ee, v, m, mo, cr). Maent yn cynnig cryfder uchel iawn (yr uchaf o'r dosbarthiadau), caledu rhagorol mewn adrannau trwchus, a gwell ffurfiadwyedd yn y cyflwr a gafodd ei drin â datrysiad. Fodd bynnag, gallant gael hydwythedd is ac maent yn fwy trwchus. Fe'u defnyddir mewn cydrannau awyrofod cryfder uchel fel offer glanio a ffynhonnau.
5. Yng nghyd -destun gweithgynhyrchu ychwanegion (AC), beth yw rôl bariau aloi titaniwm a weithgynhyrchir yn draddodiadol?
Er gwaethaf twf AC (neu argraffu 3D) ar gyfer cynhyrchu rhannau titaniwm cymhleth, mae bariau titaniwm gyr traddodiadol yn parhau i fod yn hollol hanfodol ac yn aml yn ategu:
Porthiant ar gyfer AC: Mae llawer o brosesau AC metel, yn enwedig dyddodiad ynni dan gyfarwyddyd (DED), yn defnyddio stoc bar aloi titaniwm fel eu deunydd porthiant. Mae'r bar yn cael ei fwydo i'r peiriant fel gwifren i'w doddi gan y ffynhonnell egni (trawst laser/electron).
Billets ar gyfer ffugio: Mae cydrannau awyrofod beirniadol yn aml yn cael eu ffugio o fariau titaniwm mawr (biledau) i gyflawni priodweddau mecanyddol uwchraddol - yn benodol, strwythur grawn mân, unffurf a chryfder cyfeiriadol - sy'n anodd eu dyblygu'n gyson ag AC. Yn aml mae rhannau AC yn gofyn am gam pwyso isostatig poeth (clun) i sicrhau dwysedd tebyg.
Peiriannu o stoc bar: Ar gyfer llawer o gymwysiadau, mae'n fwy darbodus, yn gyflymach, ac mae'n darparu priodweddau gwell i beiriannu cydran o far solet yn syml, yn enwedig ar gyfer geometregau symlach, cynhyrchiad cyfaint - uchel, neu lle dymunir priodweddau anisotropig bar sych.
Gweithgynhyrchu Hybrid: Dull cyffredin yw defnyddio AC i adeiladu preform siâp net bron - net -, sydd wedyn yn gorffen - wedi'i beiriannu o strwythur datwm diffiniedig. Mae'r gosod a'r offer ar gyfer y peiriannu hwn yn aml yn cael eu gwneud o stoc bar titaniwm cryfder -.
