第34章 材料钛合金
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姜海的这节课对于大部分人来讲都会适用，比如采购，业务，技工、品检等，不管是那个工种都会息息相关连。
整个会场很奇怪的是居然没有一丝的吵杂声，难不成大家都不会说话？
在一般全员大会场都会出现或多或少的窃窃私语声，而今日的弘耀貌似企业文化和管理制度和其他相同的公司有着天壤之别。
姜海喝了一口水用底气十足的音调说道：“在我们机加工的行业里，我们遇到的材料有很多种，比如铝材，一般常用牌号5052是一种含铝成分很高的纯铝，6061是一种合金铝，比5052易加工，不易粘刀，5052加工时会粘刀，增加了不少加工难度，这两种铝材的价格常规在25元每公斤，另外一种常用的则是航空铝，牌号7075，加工变形小，大大减少加难度，不过材料费要比普通铝材增长一些。”
说到这里，有名技工举手上台说道：“我想问一下姜总监，明知道5052铝易变形，粘刀，难加工为什么还要用呢？”
姜海始终保持微笑，对大家说道：“第一，价格便宜，对于成本来说设计员首选，再说纯铝的硬度和合金铝的硬度有所区别，5052可以随机构运动而变，从而可以达到设备的运转最佳状态。6061属于合金铝，还会有其他元素在其中，易产生变形量少，在从动系统里，就较难在设备运动中找到合适的传动位置，简单说就是纯铝在受力后易符合传功而变化，合金铝硬度较高不易矫正到最佳传动状态。”
整个厂内一片寂静，大家都埋头记着笔记。
叶飞不由得对姜海这些理论知识感到佩服，他不仅想到一种难以加工的材料还有一种疑问。
叶飞大胆的走到台前，拿过姜海手中的话筒说道：“大家好，我是叶飞。”
当叶飞话刚说出，下面就一混乱。
“哦，牛人叶飞你要抢姜总监的饭碗吗？你已经很厉害了，还要表现一下自己吗？”
“就是不知天高地厚。”
“叶飞加油，提出更难的问题。”
“不要那，叶飞下来吧。”
七嘴八舌的吵闹让叶飞愤怒的说：“大家安静听我说，这是每个人都可以发言的地方，我只想问几句在我心中百思不得其解的答案，有错吗？”
顿时，以马龙为首的那帮人哑口无言。
姜海一看局面有些不好，便对大伙说：“既然这样，那就请叶飞说说对机械加工行业有哪些不解的问题？需要我们大家一起讨论。”
“我想知道钛合金这种新型材料的特征与优劣加工难易度。”
姜海听了叶飞的问话，便开始滔滔不绝的为大家讲解着关于钛合金这种材料的基本性质。
钛合金是以钛为主加入其他元素组成的合金材料。
钛有两种，同质异晶体与同素异构体，熔点为1720℃。
20世纪50～60年代，主要发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。
70年代开发出一批耐蚀钛合金。
80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
直至今日，钛合金在制作飞机发动机压气机部件，火箭、导弹和高速飞机的结构件等广泛用运。
纯钛的强度接近普通钢材的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度。
可在450-500℃的温度下长期工作，在150℃-500℃范围内仍有很高的比强度。
而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。
钛合金还有很好的抗蚀性，在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；
对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
钛合金低温性能也不错，在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。
不过，钛合金的工艺性能差，切削加工困难。
在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。
由于钛合金具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优点，故被广泛应用在汽车、飞机、军工等工业中，应用钛合金最多的是汽车发动机系统。
利用钛合金制造发动机零件有很多好处。钛合金的密度低，可以降低运动零件的惯性质量，同时钛气门弹簧可以增加自由振动，减弱车身的振颤，提高发动机的转速及输出功率。
减小运动零件的惯性质量，从而使摩擦力减小，提高发动机的燃油效率。
选择钛合金可以减轻相关零件的负载应力，缩小零件的尺寸，从而使发动机及整车的质量减轻。
零部件惯性质量的降低，使得振动和噪声减弱，改善发动机的性能。
阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高。
无论是金属最初的冶炼还是后续的加工，钛合金的价格都远远高于其他金属。
钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难，小于HB300时则容易出现粘刀现象，也难于切削。
钛合金变形系数小，这是钛合金切削加工的显着特点，变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损。
钛合金切削时温度会迅速变高。
由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5～1/7)，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内，让切削温度提高。
在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。
单位面积上的切削力大，主切削力比切钢时约小20％，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。
由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮，造成冷热差距很大。
同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。
加工时刀具非常易磨损。
毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后，形成硬而脆的不均匀外皮，极易造成崩刃现象，使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。
另外，由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强，在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下，刀具很容易产生粘结磨损。
所以，很多企业都采用金刚石和立方氮化硼作刀具切削钛合金，效果明显。
姜海的这节课对于大部分人来讲都会适用，比如采购，业务，技工、品检等，不管是那个工种都会息息相关连。
整个会场很奇怪的是居然没有一丝的吵杂声，难不成大家都不会说话？
在一般全员大会场都会出现或多或少的窃窃私语声，而今日的弘耀貌似企业文化和管理制度和其他相同的公司有着天壤之别。
姜海喝了一口水用底气十足的音调说道：“在我们机加工的行业里，我们遇到的材料有很多种，比如铝材，一般常用牌号5052是一种含铝成分很高的纯铝，6061是一种合金铝，比5052易加工，不易粘刀，5052加工时会粘刀，增加了不少加工难度，这两种铝材的价格常规在25元每公斤，另外一种常用的则是航空铝，牌号7075，加工变形小，大大减少加难度，不过材料费要比普通铝材增长一些。”
说到这里，有名技工举手上台说道：“我想问一下姜总监，明知道5052铝易变形，粘刀，难加工为什么还要用呢？”
姜海始终保持微笑，对大家说道：“第一，价格便宜，对于成本来说设计员首选，再说纯铝的硬度和合金铝的硬度有所区别，5052可以随机构运动而变，从而可以达到设备的运转最佳状态。6061属于合金铝，还会有其他元素在其中，易产生变形量少，在从动系统里，就较难在设备运动中找到合适的传动位置，简单说就是纯铝在受力后易符合传功而变化，合金铝硬度较高不易矫正到最佳传动状态。”
整个厂内一片寂静，大家都埋头记着笔记。
叶飞不由得对姜海这些理论知识感到佩服，他不仅想到一种难以加工的材料还有一种疑问。
叶飞大胆的走到台前，拿过姜海手中的话筒说道：“大家好，我是叶飞。”
当叶飞话刚说出，下面就一混乱。
“哦，牛人叶飞你要抢姜总监的饭碗吗？你已经很厉害了，还要表现一下自己吗？”
“就是不知天高地厚。”
“叶飞加油，提出更难的问题。”
“不要那，叶飞下来吧。”
七嘴八舌的吵闹让叶飞愤怒的说：“大家安静听我说，这是每个人都可以发言的地方，我只想问几句在我心中百思不得其解的答案，有错吗？”
顿时，以马龙为首的那帮人哑口无言。
姜海一看局面有些不好，便对大伙说：“既然这样，那就请叶飞说说对机械加工行业有哪些不解的问题？需要我们大家一起讨论。”
“我想知道钛合金这种新型材料的特征与优劣加工难易度。”
姜海听了叶飞的问话，便开始滔滔不绝的为大家讲解着关于钛合金这种材料的基本性质。
钛合金是以钛为主加入其他元素组成的合金材料。
钛有两种，同质异晶体与同素异构体，熔点为1720℃。
20世纪50～60年代，主要发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。
70年代开发出一批耐蚀钛合金。
80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
直至今日，钛合金在制作飞机发动机压气机部件，火箭、导弹和高速飞机的结构件等广泛用运。
纯钛的强度接近普通钢材的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度。
可在450-500℃的温度下长期工作，在150℃-500℃范围内仍有很高的比强度。
而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。
钛合金还有很好的抗蚀性，在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；
对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
钛合金低温性能也不错，在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。
不过，钛合金的工艺性能差，切削加工困难。
在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。
由于钛合金具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优点，故被广泛应用在汽车、飞机、军工等工业中，应用钛合金最多的是汽车发动机系统。
利用钛合金制造发动机零件有很多好处。钛合金的密度低，可以降低运动零件的惯性质量，同时钛气门弹簧可以增加自由振动，减弱车身的振颤，提高发动机的转速及输出功率。
减小运动零件的惯性质量，从而使摩擦力减小，提高发动机的燃油效率。
选择钛合金可以减轻相关零件的负载应力，缩小零件的尺寸，从而使发动机及整车的质量减轻。
零部件惯性质量的降低，使得振动和噪声减弱，改善发动机的性能。
阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高。
无论是金属最初的冶炼还是后续的加工，钛合金的价格都远远高于其他金属。
钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难，小于HB300时则容易出现粘刀现象，也难于切削。
钛合金变形系数小，这是钛合金切削加工的显着特点，变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损。
钛合金切削时温度会迅速变高。
由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5～1/7)，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内，让切削温度提高。
在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。
单位面积上的切削力大，主切削力比切钢时约小20％，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。
由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮，造成冷热差距很大。
同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。
加工时刀具非常易磨损。
毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后，形成硬而脆的不均匀外皮，极易造成崩刃现象，使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。
另外，由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强，在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下，刀具很容易产生粘结磨损。
所以，很多企业都采用金刚石和立方氮化硼作刀具切削钛合金，效果明显。