Titaanist tiivik on titaanist või titaanisulamist valmistatud pöörlev komponent, mida kasutatakse laialdaselt tsentrifugaalpumpades, kompressorites, turbomasinates ja muudes seadmetes. Sellel on kõrge tugevus, korrosioonikindlus, kerge kaal ja suurepärane kõrge{0}}temperatuuri jõudlus.
Titaanist tiivikute peamised omadused: kõrge eritugevus → titaanisulami tugevuse ja kaalu suhe on äärmiselt kõrge, titaanisulami tõmbetugevus võib ulatuda üle 800 MPa, mis vastab kõrge rõhu suhte ja suure kiirusega töötingimuste vajadustele ning sobib rakendustele, mis peavad vähendama kaalu, säilitades samal ajal tugevuse (nt lennukimootorid); Korrosioonikindlus → Titaan näitab suurepärast korrosioonikindlust niiskes õhus, merevees, kloriidikeskkonnas ning mitmesugustes hapetes ja leelistes ning sellel on suurepärane vastupidavus söövitavatele ainetele, nagu merevesi, tugev hape ja tugev leelis, ning sobib keemiatööstuses, merevee magestamises ja muudes valdkondades. Vastupidavus kõrgele temperatuurile → mõned titaanisulamid võivad töötada pikka aega 500 kraadi juures, sobides kõrge temperatuuriga-keskkonda, nagu lennukimootorid; Väsimusomadused on head → titaanist tiivikul on vahelduva koormuse korral pikk väsimuseiga. Madala-tiheduse → tihedus on umbes 4,5 g/cm³, mis on terasest umbes 60% kergem, kuid tugevus on lähedane mõne ülitugeva-terase omale või isegi suurem.
Rakendused:
Lennundus: lennukimootorite kompressori labad, ventilaatori rootorid (nt hävitajad F-22, Boeing 787 mootorid)
Meretööstus: meretõukurid, mereveepumba tiivikud (merevee korrosioonikindlus)
Keemiaseadmed: tsentrifugaalkompressori tiivikud söövitavate gaaside või vedelike transportimiseks
Meditsiiniseadmed: siirdatavad seadmed, näiteks kunstlikud südamepumbad (hea biosobivus)
Energiatööstus: geotermilise energia tootmise auruturbiinid, vesinikkütuseelemendi õhukompressorid
Titaanist tiivikute tootmisprotsessis on vaja kombineerida materjali omadused keerukate konstruktsiooninõuetega ning peamised meetodid hõlmavad järgmist: Investeerimisvalu → Protsess: grafiidi või keraamilise vormisüdamiku kasutamine, valamine ja vormimine vaakumsulatamise teel, sobib keerukate kumerate labade jaoks (näiteks lennukitiivikud). Peamised parameetrid: Vormi temperatuur peaks olema 110-130 kraadi ja see peab olema valamise ajal kaitstud argoongaasiga, et vältida oksüdeerumist. Järel{12}}töötlus: defektide kõrvaldamiseks on vaja vaakumlõõmutamist (750-800 kraadi) ja kuumisostaatilist pressimist (103 MPa, 920 kraadi). Sepistamisprotsess → materjali valik: sepistatud titaanisulami Gr.5 eelistatud valik vähendab poorsust, kokkutõmbumist ja muid defekte võrreldes valamisega Gr.5 ning suurendab saagist umbes 50%. Struktuurne disain: hüdrodünaamilise jõudluse optimeerimiseks kasutatakse tagasi{17}}painutuslabasid ja võrdse tugevusega sektsioone. Lisatootmine ja CNC-mehaaniline töötlemine → 3D-printimine: vaigumudelid on valmistatud valguskõvastumise vormimistehnoloogia abil, mis on kombineeritud keraamilise suspensiooni tsementeerimisega, et moodustada vormitud kest, mis sobib väikeste partiide kohandamiseks. Tõhus lõikamine: kasutab AlTiN-kattega karbiidtööriistu, et optimeerida lõikeparameetreid ja vähendada tööriista kulumist.
Töötlemistehnoloogia raskused: protsessi kitsaskoht, titaanisulami halb soojusjuhtivus, töötlemise ajal kergesti tekkiv termiline stress ja vajadus välja töötada uus jahutustehnoloogia. Keerulise kõvera pinnavalu puhul on vaja kontrollida investeeringute tihendamist, et vältida poorsusdefekte. Komposiittootmine: kombineerige lisandite tootmine täppisvaluga, et saavutada mitmest materjalist integreeritud tiivikud. Pinnatöötlus: parandage pinna kõvadust mikro-kaaroksüdatsiooni või laserkattega, et pikendada kasutusiga. Arukas tootmine: AI-algoritmid võetakse kasutusele lõikeparameetrite optimeerimiseks ja energiatarbimise vähendamiseks 15–20%.
Hiina Shaanxi Aerospace Nonferrous Metals Processing Co., Ltd.: tiiviku eri klasside sepistamise ja erinevate täppistöötlusosade kohandatud töötlemine. Ettevõte on varustatud imporditud viie-teljega treimise-freesimiskomposiittöötlemiskeskusega, CNC-pukk-freesimiskeskusega ja muude täppisseadmetega, mille täpsus on kuni ±0,005 mm. See on riiklik kõrgtehnoloogiline-ettevõte, tere tulemast konsulteerima ja külastama.
