Varför flockas flygmaterial och mobiltelefoner till titanlegeringar?

Titaniums egenskaper
Hög specifik hållfasthet: 1,3 gånger den för aluminiumlegeringar, 1,6 gånger den för magnesiumlegeringar, 3,5 gånger den för rostfritt stål, mästaren bland metallmaterial.
Hög termisk hållfasthet: användningstemperaturen är flera hundra grader högre än aluminiumlegering, kan fungera under lång tid vid en temperatur på 450-500 grader.
God korrosionsbeständighet: motståndskraftig mot syra, alkali och atmosfärisk korrosion, särskilt stark motståndskraft mot gropfrätning och spänningskorrosion.
Bra lågtemperaturprestanda: titanlegering TA7 med mycket låga interstitiella element kan bibehålla en viss grad av plasticitet vid -253 grad .
Hög kemisk aktivitet: hög kemisk aktivitet vid höga temperaturer, reagerar lätt kemiskt med väte, syre och andra gasformiga föroreningar i luften för att generera ett härdat lager.
Liten värmeledningsförmåga, liten elasticitetsmodul: värmeledningsförmågan är cirka 1/4 av nickel, 1/5 av järn, 1/14 av aluminium, och olika titanlegeringar har en värmeledningsförmåga som är cirka 50% lägre än den för titan. Elasticitetsmodulen för titanlegering är cirka 1/2 av stål.
Klassificering och användning av titanlegering
Titanlegeringar kan kategoriseras efter användningsområden: värmebeständiga legeringar, höghållfasta legeringar, korrosionsbeständiga legeringar (titan-molybden, titan-palladiumlegeringar, etc.), lågtemperaturlegeringar och legeringar med speciella funktioner (titaniumlegeringar) - lagringsmaterial för järnväte, minneslegeringar av titan-nickel). Även om titan och dess legeringar inte har använts på länge, har de tilldelats ett antal hederstitlar på grund av deras enastående prestanda. Den första titeln är "space metal", som är lätt vikt, hög hållfasthet och hög temperaturbeständig, speciellt lämplig för tillverkning av flygplan och olika rymdfarkoster. För närvarande används cirka 3/4 av titan och titanlegeringar som produceras i världen inom flygindustrin. Många delar som ursprungligen tillverkades av aluminiumlegering har ersatts av titanlegering.
Flygtillämpningar i titanlegering
Titanlegering används huvudsakligen för tillverkning av flygplans- och motormaterial, såsom smide av titaniumfläktar, tryckluftsskivor och -blad, motorkåpa, avgasanordningar och andra delar, såväl som flygplanets balkar och fack, såsom strukturella ramdelar. Rymdfarkoster använder huvudsakligen titanlegeringar med hög hållfasthet, korrosionsbeständighet och lågtemperaturbeständighet för att tillverka en mängd olika tryckkärl, bränsletankar, fästelement, instrumentremmar, ramar och raketskal. Konstgjorda jordsatelliter, månlandningsmodul, bemannade rymdfarkoster och rymdfärjor använder också svetsdelar av titanlegeringar.
1950, USA för första gången i F-84 stridsbombplan som den bakre flygkroppens värmesköld, vindskydd och bakkåpa och andra icke-bärande komponenter. 1960-talet började använda titanlegeringsdelar från den bakre flygkroppen till den centrala flygkroppen, vilket delvis ersatte konstruktionsstålet för att få distansramen, balkar, klaffar att glida och andra viktiga bärande komponenter. Från 1970-talet och framåt började det civila flygplanet använda ett stort antal titanlegeringar, såsom passagerarflygplanet Boeing 747 med titan. Mängden titan som användes i flygplanet Boeing 747 uppgick till mer än 3640 kilogram stod för 28% av maskinens vikt . Med utvecklingen av bearbetningsteknik, i raketer, satelliter och rymdfarkoster, används också mycket titanlegering. Ju mer avancerat flygplanet är, desto mer titan används. US F-14Ett stridsflygplan som använder titanlegering och står för cirka 25 % av maskinens vikt; F-15En fighter för 25,8 %; Amerikanska fjärde generationens jaktplan med titanmängden 41% av F119-motorn med 39% av mängden titan, är den nuvarande mängden titan med den högsta mängden flygplan.
Titanlegeringar används i ett stort antal flygskäl
Varför måste materialet i lufttransportflygplan använda titanlegering?
Topphastigheten för modern flygnavigering har nått ljudets hastighet mer än 2,7 gånger. En sådan snabb överljudsflygning kommer att göra flygplanet och luften friktion och producera mycket värme. När flyghastigheten når 2,2 gånger ljudets hastighet, kan aluminiumlegeringen inte motstå, måste använda högtemperaturbeständig titanlegering. När flygmotorns dragkraft-till-vikt-förhållande från 4 till 6 till 8 till 10, den trycksatta gasutloppstemperaturen på motsvarande sätt från 200 till 300 grader till 500 till 600 grader, de ursprungliga lågtryckstryckgasskivorna och bladen gjorda av aluminium måste bytas till titanlegering.
Under de senaste åren, forskare på resultatet av titanlegering forskning arbete, och ständigt göra nya framsteg. Den ursprungliga titan, aluminium, vanadin består av titanlegering, den maximala driftstemperaturen på 550 grader ~ 600 grader, och den nyutvecklade titan aluminium (TiAl) legeringen, den maximala driftstemperaturen har ökat till 1040 grader. Titanlegering istället för rostfritt stål för att tillverka högtryckskompressorskiva och -blad, kan minska vikten på strukturen. Flygplan kan spara 4 % bränsle för varje 10 % viktminskning. För raketer, för varje kg viktminskning, kan räckvidden ökas med 15 km.
3C-tillämpningar av titanlegeringar
För närvarande är hemelektronikindustrin representerad av mobiltelefoner mycket "involution", chefen för tillverkarna hoppas kunna låna titanlegeringar för att förbättra produktens premiumkapacitet.

Huawei, Apple, Xiaomi, Honor och många andra telefoner har importerat materialet. Apple började standardisera på titanfodral från Ultra-serien av klockor, och dess nysläppta iPhone 15, varav Pro-versionen använder en ny titankropp, och blev Apples första mobiltelefon att använda titan av flyg- och rymdkvalitet; Huawei använde titanmaterial i de strukturella delarna av den vikbara mobiltelefonen MateXs2, som släpptes 2022, och använde titanramar i Watch4Pro; Glory Släpptes den 12 oktober, den lätta och tunna stora interna vikbara flaggskeppstelefonen Glory MagicVs2, med innovativa material som Lupin titanium gångjärn; Xiaomi 14 ny maskin, den mest prisvärda 14Pro titanversionen.
Det rapporteras att Samsung kommer att använda mittramen i titanlegering på GalaxyS24Ultra, mittramsdelen liknar den ursprungliga färgen i titan på iPhone15Pro.

Sammantaget blir titanlegering med både hög specifik hållfasthet och lättviktsfördelar starkt främjad som en viktig orsak, vilket kan göra konsumentelektronikprodukter mer lätta, konsumentupplevelsen blir mer bekväm.
Analys av bearbetningsegenskaper av titanlegering
Först och främst är den termiska ledningsförmågan av titanlegering låg, endast 1/4 av stål, aluminium 1/13, koppar 1/25, på grund av den långsamma värmeavledningen i skärzonen, som inte bidrar till värmebalansen, i skärprocessen, värmeavledningen och kyleffekten är mycket dålig, lätt att bilda en hög temperatur i skärzonen, deformationen av delarna efter bearbetning rebound, vilket resulterar i i ökat vridmoment på skärverktyget, kanten på kanten av det snabba slitaget, minskar hållbarheten.
För det andra, den låga värmeledningsförmågan hos titanlegeringen, så att skärvärmen som ackumuleras i skärkniven nära det lilla området är inte lätt att sprida, friktionen på framsidan ökar, inte lätt att flisa, skärvärmen är inte lätt att sprida, påskynda verktygsslitage. Slutligen är titanlegerings kemisk aktivitet hög, bearbetning vid höga temperaturer är lätt att reagera med skärverktygsmaterialet, bildandet av upplösning, diffusion, vilket resulterar i klibbig kniv, brinnande kniv, trasig kniv och andra fenomen.
Egenskaperna hos bearbetningscenter bearbetning av titanlegering
Bearbetningscentra kan bearbeta flera delar samtidigt för att förbättra produktionseffektiviteten. Förbättra bearbetningsnoggrannheten för delar, bra produktkonsistens. Bearbetningscentret har verktygskompensationsfunktion, som kan erhålla bearbetningsnoggrannheten för själva maskinen. Det finns ett brett utbud av anpassningsförmåga och större flexibilitet, såsom ljusbågsbehandling, fasning och övergångsfilering av denna del, vilket kan realisera multifunktionaliteten hos en maskin. Bearbetningscentrum kan vara fräsning, borrning, borrning, gängning och en serie bearbetning. Noggrann kostnadsberäkning kan utföras för att kontrollera produktionsschemat. Inget behov av speciella fixturer, spara mycket kostnadsmedel, förkorta produktionscykeln. Avsevärt minska arbetsintensiteten för arbetare. Kan vara fleraxlig bearbetning med UG och annan bearbetningsprogramvara.
Val av verktyg och kylmedel
1. Val av verktygsmaterial bör uppfylla följande krav
Tillräcklig hårdhet, hårdheten på verktyget måste vara mycket större än titanlegeringshårdheten.
Tillräcklig styrka och seghet, på grund av att verktyget skär titanlegering när den utsätts för ett stort vridmoment och skärkraft, så det måste finnas tillräcklig styrka och seghet.
Tillräcklig slitstyrka, på grund av titanlegeringens seghet, bearbetningsskär för att vara skarp, så verktygsmaterialet måste ha tillräcklig slitstyrka för att minska arbetshärdningen. Detta är den viktigaste parametern vid val av verktyg för bearbetning av titanlegeringar.
Skärverktyg material och titanlegering affinitet att vara dålig, på grund av den höga kemiska aktiviteten av titanlegering, så att undvika bildandet av skärverktyg material och titanlegering upplösning, diffusion in i legeringen, vilket resulterar i stickning kniv, brinnande kniv fenomen. Efter att de inhemska vanliga skärverktygsmaterialen och utländska skärverktygsmaterialen för testet visar att användningen av hög kobolt skärverktygseffekt är idealisk, kan kobolts huvudroll stärka den sekundära härdningseffekten, förbättra hårdheten och hårdheten efter värmebehandling, och vid samtidigt har en hög seghet, slitstyrka, bra värmeavledning.
2. Geometriska parametrar för fräs
Bearbetningsegenskaperna hos titanlegering bestämmer de geometriska parametrarna för skäraren och det vanliga verktyget är det stor skillnad. Helixvinkel välj en mindre spiralhöjningsvinkel, spånborttagningsspåret ökar, enkel spånborttagning, snabb värmeavledning, men minska också skärmotståndet i skärprocessen. Främre vinkel skäregg skarp, skär snabbt, undvika titanlegering producera för mycket skärvärme, för att undvika sekundär härdning. Den bakre vinkeln minskar slitaget på skäreggen, underlättar värmeavledning och förbättrar hållbarheten i stor utsträckning.

3. Val av skärparameter
Titanlegeringsbearbetning bör välja en lägre skärhastighet, lämpligt stor matning, rimligt skärdjup och ytvolym, kylning bör vara tillräcklig. Skärhastighet vc {{0}} ~ 50m/min, matning för grovbearbetning tar större matning, efterbehandling och halvfinish tar måttlig matning. Skärdjupet ap=1/3d är lämpligt, titanlegeringsaffiniteten är god, spånavlägsnandet är svårt, skärdjupet är för stort, det kommer att orsaka verktyg som fastnar, bränner, brottsfenomen. Finishing ersättning måttligt titanlegering ythärdande skikt av ca 0,1 ~ 0,15 mm, ersättningen är för liten, knivseggen skär på det härdade skiktet, verktyget är lätt att bära, du bör undvika det härdade skiktet av bearbetning, men skärningsbidraget bör inte vara för stor.
4. Kylvätska
Titanlegeringsbearbetning är bäst att inte använda klorinnehållande kylvätska, för att undvika generering av giftiga ämnen och orsaka väteförsprödning, men också för att förhindra högtemperaturspänningskorrosionssprickning av titanlegering. Välj en syntetisk vattenlöslig emulsion, kan även vara självkompatibel med kylvätska. Skärningsbearbetningskylvätska för att säkerställa tillräcklig, kylvätskecirkulationshastigheten bör vara snabb, skärvätskeflödet och trycket bör vara stort, bearbetningscentra är utrustade med speciella kylmunstycken, så länge som uppmärksamheten på justeringen kommer att kunna uppnå de önskade resultaten.