第34章 材料鈦合金

　　姜海的這節(jié)課對(duì)于大部分人來(lái)講都會(huì)適用，比如采購(gòu)，業(yè)務(wù)，技工、品檢等，不管是那個(gè)工種都會(huì)息息相關(guān)連。

　　整個(gè)會(huì)場(chǎng)很奇怪的是居然沒(méi)有一絲的吵雜聲，難不成大家都不會(huì)說(shuō)話？

　　在一般全員大會(huì)場(chǎng)都會(huì)出現(xiàn)或多或少的竊竊私語(yǔ)聲，而今日的弘耀貌似企業(yè)文化和管理制度和其他相同的公司有著天壤之別。

　　姜海喝了一口水用底氣十足的音調(diào)說(shuō)道：“在我們機(jī)加工的行業(yè)里，我們遇到的材料有很多種，比如鋁材，一般常用牌號(hào)5052是一種含鋁成分很高的純鋁，6061是一種合金鋁，比5052易加工，不易粘刀，5052加工時(shí)會(huì)粘刀，增加了不少加工難度，這兩種鋁材的價(jià)格常規(guī)在25元每公斤，另外一種常用的則是航空鋁，牌號(hào)7075，加工變形小，大大減少加難度，不過(guò)材料費(fèi)要比普通鋁材增長(zhǎng)一些。”

　　說(shuō)到這里，有名技工舉手上臺(tái)說(shuō)道：“我想問(wèn)一下姜總監(jiān)，明知道5052鋁易變形，粘刀，難加工為什么還要用呢？”

　　姜海始終保持微笑，對(duì)大家說(shuō)道：“第一，價(jià)格便宜，對(duì)于成本來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)員首選，再說(shuō)純鋁的硬度和合金鋁的硬度有所區(qū)別，5052可以隨機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)而變，從而可以達(dá)到設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)最佳狀態(tài)。6061屬于合金鋁，還會(huì)有其他元素在其中，易產(chǎn)生變形量少，在從動(dòng)系統(tǒng)里，就較難在設(shè)備運(yùn)動(dòng)中找到合適的傳動(dòng)位置，簡(jiǎn)單說(shuō)就是純鋁在受力后易符合傳功而變化，合金鋁硬度較高不易矯正到最佳傳動(dòng)狀態(tài)?！?p>　　整個(gè)廠內(nèi)一片寂靜，大家都埋頭記著筆記。

　　葉飛不由得對(duì)姜海這些理論知識(shí)感到佩服，他不僅想到一種難以加工的材料還有一種疑問(wèn)。

　　葉飛大膽的走到臺(tái)前，拿過(guò)姜海手中的話筒說(shuō)道：“大家好，我是葉飛?！?p>　　當(dāng)葉飛話剛說(shuō)出，下面就一混亂。

　　“哦，牛人葉飛你要搶姜總監(jiān)的飯碗嗎？你已經(jīng)很厲害了，還要表現(xiàn)一下自己?jiǎn)?？?p>　　“就是不知天高地厚。”

　　“葉飛加油，提出更難的問(wèn)題?！?p>　　“不要那，葉飛下來(lái)吧?！?p>　　七嘴八舌的吵鬧讓葉飛憤怒的說(shuō)：“大家安靜聽(tīng)我說(shuō)，這是每個(gè)人都可以發(fā)言的地方，我只想問(wèn)幾句在我心中百思不得其解的答案，有錯(cuò)嗎？”

　　頓時(shí)，以馬龍為首的那幫人啞口無(wú)言。

　　姜海一看局面有些不好，便對(duì)大伙說(shuō)：“既然這樣，那就請(qǐng)葉飛說(shuō)說(shuō)對(duì)機(jī)械加工行業(yè)有哪些不解的問(wèn)題？需要我們大家一起討論?！?p>　　“我想知道鈦合金這種新型材料的特征與優(yōu)劣加工難易度。”

　　姜海聽(tīng)了葉飛的問(wèn)話，便開(kāi)始滔滔不絕的為大家講解著關(guān)于鈦合金這種材料的基本性質(zhì)。

　　鈦合金是以鈦為主加入其他元素組成的合金材料。

　　鈦有兩種，同質(zhì)異晶體與同素異構(gòu)體，熔點(diǎn)為1720℃。

　　20世紀(jì)50～60年代，主要發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金。

　　70年代開(kāi)發(fā)出一批耐蝕鈦合金。

　　80年代以來(lái)，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展。

　　直至今日，鈦合金在制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件等廣泛用運(yùn)。

　　純鈦的強(qiáng)度接近普通鋼材的強(qiáng)度，一些高強(qiáng)度鈦合金超過(guò)了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。

　　使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度。

　　可在450-500℃的溫度下長(zhǎng)期工作，在150℃-500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強(qiáng)度。

　　而鋁合金在150℃時(shí)比強(qiáng)度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達(dá)500℃，鋁合金則在200℃以下。

　　鈦合金還有很好的抗蝕性，在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼；

　　對(duì)點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng)；對(duì)堿、氯化物、氯的有機(jī)物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對(duì)具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。

　　鈦合金低溫性能也不錯(cuò)，在低溫和超低溫下，仍能保持其力學(xué)性能。

　　不過(guò)，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難。

　　在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還有抗磨性差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。

　　由于鈦合金具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，故被廣泛應(yīng)用在汽車、飛機(jī)、軍工等工業(yè)中，應(yīng)用鈦合金最多的是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

　　利用鈦合金制造發(fā)動(dòng)機(jī)零件有很多好處。鈦合金的密度低，可以降低運(yùn)動(dòng)零件的慣性質(zhì)量，同時(shí)鈦氣門彈簧可以增加自由振動(dòng)，減弱車身的振顫，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及輸出功率。

　　減小運(yùn)動(dòng)零件的慣性質(zhì)量，從而使摩擦力減小，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率。

　　選擇鈦合金可以減輕相關(guān)零件的負(fù)載應(yīng)力，縮小零件的尺寸，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)及整車的質(zhì)量減輕。

　　零部件慣性質(zhì)量的降低，使得振動(dòng)和噪聲減弱，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

　　阻礙鈦合金普遍應(yīng)用于汽車工業(yè)的最主要原因還是成本過(guò)高。

　　無(wú)論是金屬最初的冶煉還是后續(xù)的加工，鈦合金的價(jià)格都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他金屬。

　　鈦合金的硬度大于HB350時(shí)切削加工特別困難，小于HB300時(shí)則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象，也難于切削。

　　鈦合金變形系數(shù)小，這是鈦合金切削加工的顯著特點(diǎn)，變形系數(shù)小于或接近于1。切屑在前刀面上滑動(dòng)摩擦的路程大大增大，加速刀具磨損。

　　鈦合金切削時(shí)溫度會(huì)迅速變高。

　　由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很小(只相當(dāng)于45號(hào)鋼的1/5～1/7)，切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度極短，切削時(shí)產(chǎn)生的熱不易傳出，集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi)，讓切削溫度提高。

　　在相同的切削條件下，切削溫度可比切削45號(hào)鋼時(shí)高出一倍以上。

　　單位面積上的切削力大，主切削力比切鋼時(shí)約小20％，由于切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度極短，單位接觸面積上的切削力大大增加，容易造成崩刃。

　　由于鈦的化學(xué)活性大，在高的切削溫度下，很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮，造成冷熱差距很大。

　　同時(shí)切削過(guò)程中的塑性變形也會(huì)造成表面硬化。

　　加工時(shí)刀具非常易磨損。

　　毛坯經(jīng)過(guò)沖壓、鍛造、熱軋等方法加工后，形成硬而脆的不均勻外皮，極易造成崩刃現(xiàn)象，使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。

　　另外，由于鈦合金對(duì)刀具材料的化學(xué)親和性強(qiáng)，在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下，刀具很容易產(chǎn)生粘結(jié)磨損。

　　所以，很多企業(yè)都采用金剛石和立方氮化硼作刀具切削鈦合金，效果明顯。