Flugsamgöngur eru orðnar órjúfanlegur hluti af daglegu lífi okkar-hvort sem það er í gegnum flutninga á flugi eða ferðast með flugvél. Þegar við horfum upp til himins og horfum á flugvélar svífa yfir höfuð vaknar eðlileg spurning:hvaða efni eru notuð til að smíða flugvélar sem geta borið svo mikið álag og starfað í mikilli hæð?
Leyfðu okkur að kanna efnin á bak við þessa ótrúlegu getu.
Yfirlit yfir Títan
Árið 1948 náði DuPont með góðum árangri iðnaðarframleiðslu á títansvampi með því að nota magnesíumminnkunarferlið, sem markaði stór tímamót í sögu títanefna. Síðan þá hefur títan málmblöndur verið notað víða í ýmsum atvinnugreinum vegna framúrskarandi eðliseiginleika þeirra, þ.m.t.hár sérstakur styrkur, framúrskarandi tæringarþol og frábær hitaþol.
Athyglisvert er að títan er mikið af frumefni í jarðskorpunni, röðunníunda í heildarfjölda, langt umfram það sem almennt notaðir málmar eins og kopar, sink og tin. Það dreifist víða í mörgum tegundum steina, sérstaklega í sandi og leir, þar sem forðarnir eru sérstaklega miklir.
Einkenni títan
Títan sýnir fjölda óvenjulegra eiginleika, þar á meðalhár styrkur, hár varmastyrkur, framúrskarandi tæringarþol, framúrskarandi-lágt hitastig og mikil efnavirkni.
Nánar tiltekið er styrkur títans langt umfram styrkleika álblöndur, magnesíum málmblöndur og ryðfríu stáli, sem gerir það að einum af framúrskarandi byggingarmálmum. Títan málmblöndur standa sig einnig einstaklega vel við hærra hitastig, með vinnsluhita sem er umtalsvert hærra en álblöndur, og geta viðhaldið afköstum til lengri-tíma450–500 gráður.
Að auki sýnir títan framúrskarandi viðnám gegn sýrum, basum og tæringu í andrúmslofti, sem sýnir sérstaklega mikla mótstöðu gegnholatæring og sprungur á spennutæringu. Við lágt hitastig, títan málmblöndur eins ogTA7halda góðri sveigjanleika og vélrænni eiginleikum, jafnvel við allt að lágt hitastig-253 gráður.
Hins vegar sýnir títan mikla efnahvarfsemi við hærra hitastig og getur auðveldlega brugðist við lofttegundum eins og vetni og súrefni í loftinu og myndar hert yfirborðslög. Ennfremur hafa títan málmblöndur tiltölulega lága hitaleiðni-u.þ.b.1/4 af nikkeli, 1/5 af járni og 1/14 af áli-meðan teygjustuðull þeirra er nokkurn veginnhelmingur af stáli. Þessir eiginleikar gera títan ómissandi í mörgum háþróaðri verkfræðiforritum.
Flokkun og notkun títanblöndur
Hægt er að flokka títan málmblöndur eftir notkun þeirra íhita-þolnar málmblöndur, hár-styrktar málmblöndur, tæringarþolnar-málmblöndur(eins og Ti-Mo og Ti-Pd málmblöndur),lágt-hitamálmblöndur, ogsérstakar hagnýtar málmblöndur, þar á meðal títan-járn vetnis geymsluefni og títan-nikkel lögun minni málmblöndur.
Þrátt fyrir að notkunarsaga títan málmblöndur sé tiltölulega stutt, hefur framúrskarandi frammistaða þeirra skilað þeim fjölmörgum heiðursmerkjum, einn af þeim er titillinn."geimmálmur."Þessi tilnefning stafar af léttri þyngd, miklum styrk og framúrskarandi háum-hitaþoli, sem gerir þau tilvalin efni fyrir flugvélar og geimfarartæki.
Eins og er, u.þ.bþrír-fjórðungar af alþjóðlegri framleiðslu títan og títanblendi eru notaðir í fluggeiranum, með mörgum íhlutum sem einu sinni voru gerðir úr álblöndu sem nú er skipt út fyrir títan málmblöndur.
Umsóknir um flug
Títan málmblöndur eru mikilvæg efni í flugvéla- og vélaframleiðslu. Þau eru mikið notuð ísvikin viftuíhluti, þjöppudiskar og -blöð, vélarhús, útblásturskerfi, auk byggingarhluta eins ogramma og þil.
Í geimferðum gerir hár sérstakur styrkur, tæringarþol og lágt-hitastig títan málmblöndur þau tilvalin fyrirþrýstihylki, eldsneytisgeymar, festingar, hljóðfærabönd, burðargrind og eldflaugahylki. Títan álplötur eru mikið notaðar ígervi gervitungl, tungleiningar, mönnuð geimför og geimskutlur.
Árið 1950 notuðu Bandaríkin fyrst títan málmblöndur áF-84 orrustusprengjuflugvél, nota þá fyrir ó-burðarlausa- íhluti eins og hitahlífar að aftan á skrokknum, loftrásir og skotthúfur. Upp úr 1960, stækkuðu títan málmblöndur úr aftari skrokkbúnaði í miðjan- skrokk og kom að hluta í stað burðarstáls íþil, bjálka og flapbrautir.
Um 1970, með fjöldaframleiðslu borgaralegra flugvéla eins ogBoeing 747, jókst títannotkun verulega. Boeing 747 ein og sér notaði meira en3.640 kg af títan, sem nemur u.þ.b28% af byggingarþyngd flugvélarinnar. Títan málmblöndur urðu einnig mikið notaðar í eldflaugum, gervihnöttum og geimförum.
Vinnslueiginleikar títanblendis
Í fyrsta lagi hafa títan málmblöndur tiltölulega lága hitaleiðni-aðeins umeinn-fjórðungur af stáli, einn-þrettándi af áli og einn-tuttugu-fimmti af kopar. Við vinnslu er hitaleiðni og kæling því óhagkvæm, sem leiðir tilhátt hitastig sem safnast saman á skurðsvæðinu. Þetta getur valdið aflögun vinnustykkisins og teygjanlegri endurheimt, aukið skurðartog, flýtt fyrir sliti á brúnum verkfæra og dregið verulega úr endingu verkfæra.
Í öðru lagi, vegna þess að skurðarhitinn er einbeitt nálægt skurðbrúninni og getur ekki dreift fljótt, eykst núningur á hrífuflötinni, sem gerir flístæmingu erfiðara og hraðar enn frekar slit á verkfærum.
Að lokum, við hækkað hitastig, eykst efnavirkni títan málmblöndur verulega. Þeir hafa tilhneigingu til að bregðast við verkfæraefni, sem leiðir tilviðloðun, dreifingu og uppbyggða-kantamyndun. Þessi fyrirbæri geta leitt til þess að verkfæri festast, brenna eða brotna, sem hefur alvarleg áhrif á gæði og skilvirkni vinnslunnar.
Kostir vinnslustöðva
Vinnslustöðvar geta unnið úr mörgum íhlutum samtímis, sem bætir framleiðslu skilvirkni verulega. Mikil nákvæmni þeirra tryggir framúrskarandi vörusamkvæmni og með verkfærabótaaðgerðum er hægt að fullnýta eðlislæga nákvæmni vélarinnar.
Vinnslustöðvar bjóða einnig upp ásterk aðlögunarhæfni og sveigjanleiki, meðhöndla auðveldlega bogavinnslu, afslípun og flakskipti. Meira áhrifamikill, þeir styðjafjöl-virkar aðgerðir, þar á meðal fræsun, borun, borun og tappa-allt á einni vél.
Frá sjónarhóli kostnaðar-stjórna leyfa vinnslustöðvar nákvæma kostnaðarbókhald og framleiðsluáætlun, útiloka þörfina á sérhæfðum innréttingum, draga úr heildarkostnaði og stytta framleiðslulotur. Þeir líkadraga verulega úr vinnuafliog hægt er að samþætta óaðfinnanlega við CAM hugbúnað eins ogUG (NX)til að framkvæma vinnslu á mörgum-ásum.
Úrval af skurðarverkfærum og kælivökva
Val á viðeigandi skurðarverkfærum og kælivökva er mikilvægt þegar títan málmblöndur eru unnar. Verkfæri verða að sýnahár hörku og slitþoltil að tryggja skilvirkan efnisflutning. Val á kælivökva hefur bein áhrif á vinnslugæði og skilvirkni-rétt kælivökva dregur úr núningi og skurðarhita, lengir endingu verkfæra og eykur nákvæmni vinnslunnar.
1. Efniskröfur verkfæra
Hörku verkfæra verður að vera umtalsvert hærri en títan málmblöndur til að gera skilvirkan skurð.
Verkfæri verða að hafa nægjanlegan styrk og hörku til að standast mikið tog og skurðkrafta.
Í ljósi mikillar hörku títan málmblöndur verða skurðbrúnir að vera skarpar; því þarf framúrskarandi slitþol til að lágmarka vinnuherðingu.
2. Val á rúmfræði endamyllunnar
Vegna einstakra vinnslueiginleika títan málmblöndur, er rúmfræði endamylla verulega frábrugðin hefðbundnum verkfærum.
A minna helixhorn ( )Mælt er með því að auka rúmmál flautunnar, bæta flísarýmið og auka hitaleiðni.
3. Val á klippibreytu
Við vinnslu títan málmblöndur,lægri skurðarhraðaætti að nota ásamt viðeigandi fóðurhraða, hæfilegri skurðardýpt og stýrðum frágangsheimildum.
4. Kælivökvaval og notkun
Forðast skal kælivökva sem innihalda klór til að koma í veg fyrir myndun eiturefna og vetnisbrot, sem og til að draga úr hættu á sprungum á streitutæringu við hækkað hitastig.
Mælt er með því að notatilbúið vatns-leysanlegt fleytieða sérsamsett kælivökva sem hentar fyrir títan ál vinnslu.
