宝鶏ダイナミックトレーディング株式会社

航空用チタン合金ファスナーの製造と加工に関する議論と応用

Aug 11, 2022

21世紀に入り、航空宇宙はより幅広い発展の見通しを示しており、高レベルまたは超高レベルの航空宇宙活動がより頻繁に行われ、その役割は科学技術そのものの分野をはるかに超え、政治に影響を与える、経済、軍事、さらには人間の社会生活。 より広く、より深い影響。


航空宇宙産業の大きな成果は、航空宇宙材料技術の開発とブレークスルーと切り離すことができず、チタン合金は、その高い強度と軽い表面品質により、航空宇宙分野でかけがえのない地位を占めていることを指摘しておく必要があります。


チタン合金ファスナー一般に、せん断強度660MPa、引張強度1100MPaを満たすには、溶体化時効熱処理が必要です。


チタン合金製のファスナーは詳細に検査する必要があります。 外観に損傷があるかどうかを観察することに加えて、機械的特性と冶金についても検査する必要があります。 チタン合金ファスナーには、厳格な材料基準と品質および性能基準と要件があります。 、


チタン合金ファスナーの加工技術条件は、AMS4967 規格 (ワイヤー、アニーリング、鍛造品およびリング、熱処理可能なチタン合金バー) で提案されている関連要件、材料公差、寸法、金の規格と一致している必要があります。明確な規格があります。相、外観、欠陥制御、および機械的特性に関する要件と性能要件。


1. チタン合金ファスナーの加工に存在する問題


腐食の問題。 チタン合金ファスナーを取り付ける際、一定の隙間ができやすいため、金属のエアストライクの間に表面塗料が流入し、製造工程で衣類の影響を受けやすくなります。 その後の使用中に、接続の気密性が影響を受けます。 チタン合金材料の耐食性の主な理由は、表面に保護酸化膜があることです。 この皮膜層は、材料内部のチタン合金を酸化から効果的に保護し、それによってチタン合金材料の耐食性を向上させることができます。


回転の問題。 チタン合金材料は、材料の加工が難しく、熱伝導率が悪いです。 機械加工中に発生した熱は、部品や機械構造を通じて拡散するのではなく、ノッチの感度が高い切削領域に集中し、チッピングや変形につながる可能性があります。 鈍い切れ刃はさらに高い熱を発生させ、工具寿命をさらに縮める可能性があります。 切断中に発生する高温により、ワークピースも継続的に硬化します。 この現象は、チタンの表面の完全性に影響を与え、パーツの幾何学的精度が不正確になり、疲労強度が大幅に低下する可能性があります。 一般的に言えば、合理的な加工条件では、旋削加工は難しくありません。 大量生産、連続切削、比較的切りくずの多い切削の場合は超硬工具を使用する必要があります。 一方、成形切断または切断には、鋼製工具を使用する必要があります。 適切な調整を行い、必要に応じてサーメット カッターを使用します。


チタン合金ファスナーの加工精度の問題。 機械の精度要件はより高くなります。 機械生産では、ツールは各生産プロセス中に摩耗したり裂けたりする状態にあり、プログラムに従って調整されるため、チタン合金ファスナーの密度が高くなり、機械加工プロセス中にツールが簡単に摩耗します。 この状態では、ツールはプログラムに従って処理されたままです。処理中にコンパクト パーツの精度が影響を受けやすくなります。 加工プロセス全体でファスナーの精度が誤差範囲内で厳密に制御されていない場合、使用プロセス中にチタン合金と他の材料をしっかりと接続することができず、その後の使用に一定の影響があります。 機械加工生産工程におけるチタン合金ファスナーの精度は、生産工程で克服する必要がある大きな問題です。 例えば、写真のファスナー加工品は精度の高い製作工房で作られたもので、接続性能はこちらの方が上です。


2. チタン合金ファスナーの加工技術ノウハウ


切削抵抗、切削熱、およびワークピースの変形を低減するために、ポジティブ アングル チップを使用します。 刃先を鋭く保ちますが、鈍いツールは熱の蓄積と摩耗の原因となり、ツールの故障につながりやすくなります。


ワークピースの硬化を避けるために一定の送りを維持します。工具は切削プロセス中に常に送り状態にある必要があり、フライス加工中の半径方向の切削量 ae は半径の 30% である必要があります。


高圧で大流量の切削液を使用して、機械加工プロセスの熱的安定性を確保し、過度の温度によるワーク表面の変質や工具の損傷を防ぎます。


チタン合金は、硬化後は機械加工が難しくなり、熱処理により強度が増すため、できるだけ柔らかい状態で加工してください。


大きなノーズRまたは面取りを使用して、切れ刃にできるだけ多く切り込みます。 これにより、あらゆる箇所での切削抵抗と熱が軽減され、局部的な破損が防止されます。 チタン合金をフライス加工する場合、切削パラメーターの中で、切削速度が工具寿命 vc に最も大きく影響し、次に径方向の食いつき (切削深さ) ae が続きます。


3. 航空への応用


データによると、チタン合金ファスナーは航空機で広く使用されています。


国産の C919 航空機はそれぞれ約 200,000 個のチタン合金ファスナーを必要とし、100 個のスタートアップ オーダーの最初のバッチを完了するには 2,000 万個のチタン合金ファスナーが必要です。


2018 年に年間 150 機の大型航空機を生産する計画によると、毎年 3,000 万個のチタン合金ファスナーが必要になります。 チタン合金ファスナーの発展潜在力は大きく、市場発展の見通しは非常に有望です。


近年、私の国の航空宇宙産業の急速な発展に伴い、航空宇宙用ファスナーの需要が劇的に増加しています。


さらに、わが国の大型航空機の製造は大きな進歩を遂げました。 2014 年の初飛行までにはまだ時間がありますが、2010 年末の航空ショーでは 100 件のスタートアップ注文を獲得しています。合金ファスナーの需要は非常に大きく、チタン合金ファスナーの市場の見通しは非常に有望です。 .


航空宇宙機器の継続的かつ安全な飛行を確保するために、チタンファスナーに対する要件は非常に高くなっています。 特に民間航空機は、就航後 20 年から 30 年、1 日 10 時間以上連続して飛行し続けます。 ファスナーの要件は、航空宇宙規格よりもさらに高くなっています。 チタン合金ファスナーは上記の要件を満たすことができます。


さらに、チタン合金の留め具は航空機の重量を大幅に削減でき、航空機の性能を向上させるだけでなく、使用コストも削減できます。最も重要なことは、燃料消費を削減することです。


このような優れた性能は、航空機製造に広く使用されることは間違いありません。 現在その開発を悩ませている主な問題は、チタン合金材料です。


機械産業の分析によると、私の国はファスナーの大生産国であり、その生産量は長年にわたって世界第 1 位にランクされていますが、私の国はファスナーの生産国ではありません。


中国製のファスナーのほとんどはローエンドで低付加価値の製品です。 航空ファスナーなどのハイエンドファームウェアの市場シェアは比較的低く、製品の種類と仕様は非常に限られています。 関連する技術と生産はまだ改善する必要があります。


近年、チタン合金材料が広く使用されており、これは革新の推進力と国の壮大な計画と切り離すことはできません。


チタン合金の加工コストが低下し続けているため、航空機構造への適用は今後ますます拡大するでしょう。


私の国の航空産業の急速な発展と航空機の性能要件の継続的な改善により、将来の高性能航空ファスナーには、チタン合金材料のより高い強度、より高い破壊靭性、およびより高い疲労性能が必要になります。


詳細については、お問い合わせください。 ありがとうございました


ニコル

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