航空におけるチタン合金 - ニュース

航空貨物の物流や飛行機での旅行など、航空輸送は私たちの日常生活に欠かせないものになっています。{0}空を見上げて飛行機が頭上を飛んでいるのを見ると、自然な疑問が生じます。このような巨大な荷物を運び、高高度で飛行できる飛行機を作るにはどのような材料が使用されているのでしょうか?
この驚くべき機能の背後にある材料を探ってみましょう。

チタンの概要

1948年、デュポン社はマグネシウム還元法によるスポンジチタンの工業生産に成功し、チタン素材の歴史における大きなマイルストーンとなりました。それ以来、チタン合金はその優れた物性により、さまざまな産業に広く応用されてきました。高い比強度、優れた耐食性、優れた耐熱性.

注目すべきことに、チタンは地球の地殻に豊富に存在する元素であり、全体の豊富さで9番目、銅、亜鉛、錫などの一般的に使用される金属をはるかに上回ります。多くの種類の岩石、特に埋蔵量が特に多い砂や粘土中に広く分布しています。

チタンの特徴

チタンは、次のようなさまざまな優れた特性を示します。高強度、高熱強度、優れた耐食性、優れた低温性能、強力な化学活性。-.

具体的には、チタンはアルミニウム合金、マグネシウム合金、ステンレス鋼の強度をはるかに上回り、最も優れた構造用金属の一つです。チタン合金は、アルミニウム合金よりもはるかに高い動作温度での高温でも非常に優れた性能を発揮し、次の温度で長期間性能を維持できます。-450～500度.

また、チタンは酸、アルカリ、大気腐食に対して優れた耐性を示し、特に耐腐食性に優れています。孔食と応力腐食割れ。低温では、次のようなチタン合金TA7低い温度でも良好な延性と機械的特性を維持します。-253度.

しかし、チタンは高温で高い化学反応性を示し、空気中の水素や酸素などのガスと容易に反応して、硬化した表面層を形成します。さらに、チタン合金は比較的低い熱伝導率を持っています-ニッケルの1/4、鉄の1/5、アルミニウムの1/14-一方、弾性率はおよそ鋼の半分。これらの特性により、チタンは多くの高度なエンジニアリング用途において不可欠なものとなっています。

チタン合金の分類と用途

チタン合金は用途に応じて次のように分類されます。耐熱-合金、高-強度合金、耐食性-合金(Ti-Mo 合金や Ti-Pd 合金など)、低温合金-、そして特殊機能性合金チタン-鉄水素貯蔵材料やチタン-ニッケル形状記憶合金など。

チタン合金の応用の歴史は比較的短いですが、その優れた性能により数々の栄誉を獲得してきました。「スペースメタル」。この指定は、軽量、高強度、優れた高温耐性に由来しており、航空機や航空宇宙車両に理想的な材料となっています。{0}

現在、およそ-世界のチタンおよびチタン合金生産量の 4 分の 3 が航空宇宙分野で使用されています、かつてはアルミニウム合金で作られていた多くの部品が現在ではチタン合金に置き換えられています。

航空用途

チタン合金は、航空機やエンジンの製造において重要な材料です。それらは広く使用されています鍛造ファンコンポーネント、コンプレッサーディスクとブレード、エンジンケーシング、排気システム、および次のような構造コンポーネントフレームと隔壁.

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航空宇宙用途では、チタン合金の高い比強度、耐食性、低温性能により、チタン合金は次の用途に最適です。{0}圧力容器、燃料タンク、ファスナー、計器ストラップ、構造フレーム、ロケットのケーシング。チタン合金シートの溶接は、以下の分野で広く使用されています。人工衛星、月着陸船、有人宇宙船、スペースシャトル.

1950 年、米国はチタン合金を初めて実用化しました。F-84 戦闘爆撃機後部胴体ヒートシールド、エアダクト、テールフェアリングなどの非耐荷重コンポーネントに使用されます。{0}{1} 1960 年代初め、チタン合金は胴体後部の用途から胴体中央部へと拡大し、部分的に構造用鋼に取って代わりました。{4}}隔壁、梁、フラップトラック.

1970 年代までに、ボーイング 747、チタンの使用量が劇的に増加しました。ボーイング 747 だけでも、チタン 3,640kg、およそを占める航空機の構造重量の 28%。チタン合金は、ロケット、人工衛星、宇宙船にも広く使用されるようになりました。

チタン合金の加工特性

まず、チタン合金の熱伝導率は比較的低く、{0}}-鉄鋼の 4 分の 1、-アルミニウムの 13 分の 1、銅の 1-20-}。そのため、加工中の放熱と冷却の効率が悪く、次のような問題が発生します。切断ゾーンに集中する高温。これにより、ワークの変形や弾性回復が生じ、切削トルクが増加し、工具刃先の摩耗が加速され、工具寿命が大幅に短くなる可能性があります。

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第二に、切削熱は切れ刃付近に集中し、すぐには放散できないため、すくい面の摩擦が増加し、切りくず排出が困難になり、工具の摩耗がさらに加速します。

最後に、温度が上昇すると、チタン合金の化学活性が大幅に増加します。工具の材質と反応する傾向があり、その結果、付着、拡散、構築されたエッジの形成-。これらの現象は工具の固着、焼け、破損を引き起こし、加工品質と効率に重大な影響を与える可能性があります。

マシニングセンタのメリット

マシニングセンタは複数の部品を同時に加工できるため、生産効率が大幅に向上します。高い精度により製品の安定性に優れ、工具補正機能により工作機械本来の精度を最大限に発揮します。

マシニングセンタでもご利用いただけます強い適応力と柔軟性、円弧加工、面取り、フィレット遷移を簡単に処理します。さらに印象的なのは、彼らがサポートしていることです。多機能操作-フライス加工、穴あけ、ボーリング、タップ加工などをすべて 1 台の機械で実行できます。{0}

コスト管理の観点から見ると、マシニングセンターを使用すると正確なコスト計算と生産スケジュールが可能になり、特殊な治具の必要性がなくなり、全体的なコストが削減され、生産サイクルが短縮されます。{0}彼らもまた、労働強度を大幅に軽減などの CAM ソフトウェアとシームレスに統合できます。UG(NX)多軸加工を実行するには-。