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钛合金不需要专用夹具

  钛合金联合研发的金属接骨板医用植入器件通过了国家食品药品监督管理局天津医疗器械质量监督检验中心的注册检验。

  一种高强度低模量超弹性柔韧钛合金,已获国家发明专利授权。钛合金与人体的生物相容性和力学相容性优异,在医用植入器械等方面具有很好的应用前景。

     日前,厦门大学化学化工学院采用一种环境友好的简单电解液体系,通过控制电压的变化,得到了棕、蓝、黄、红、紫、绿等多种颜色的合金阳极氧化膜。

  这项技术成本较低,对环境友好;氧化膜层色彩鲜艳均匀,结合力和耐腐蚀性好;适用温度范围较广,无需加热和致冷设备,且颜色较易控制。

  钛合金具有优良的热稳定性和高强度,在航空航天、国防尖端科技领域和医学等方面均得到广泛应用。但是钛合金也有不足之处,如抗粘连能力、耐磨性较差,电导率、热导率低,难以承受钎焊。从目前的研究和应用情况来看,对其进行阳极氧化是一种行之有效的方法。钛合金阳极氧化膜具有比钛更高的硬度、强度、耐蚀性及耐磨性,并且随着膜层厚度的变化,其表面可呈现出各种颜色,是理想的装饰层和保护层。

   高性能钛及钛合金加工材项目由湖南规划用地700余亩。项目包括熔铸、锻造、板带、钛管、钛棒、钛盘条、残钛回收等生产线及相关生产配套的辅助工程等设施,项目规模为10000/年钛及钛合金铸锭,7000/年钛加工材。项目分两期实施,其中一期10000/年钛及钛合金铸锭、3500/年钛加工材,投资总额近14亿元,占地400亩。项目一期建成达产后,可实现年销售收入30亿元,利润总额3.9亿元。目前,该项目正在稳步向前推进,计划828日开工建设土石方场地平整工程和挡土墙工程,1028日完成土石方场地平整工程和挡土墙工程,1128日实现项目主厂房熔铸车间开工建设,1215日前完成项目引进设备采购合同的洽谈及签订。

  李静安要求主动担起设计、施工、监理等环节的责任,做好人才和设备引进工作,让项目早日投产,回报常德。卿渐伟指出,德山开发区等相关单位和部门要切实负起责任,制定的政策要落实到位,妥善搞好征地拆迁工作,把拆迁居民安置好,确保项目按期开工建设。

  钛合金材料由于密度小、比强度高、耐高温、抗氧化性能好等特点,在航空航天等领域应用广泛。但钛合金的机械加工性能差,影响了该材料的广泛使用。

    钛合金是在工业纯钛中加入合金元素,以提高钛的强度。钛合金可分三种:a钛合金,b钛合金和ab钛合金。a+b钛合金是由ab双相组成,这类合金组织稳定,高温变形性能、韧性、塑性较好,能进行淬火、时效处理,使合金强化。钛合金的性能特点主要表现在:
   
1)比强度高。钛合金密度小(4.4kg/dm3)、重量轻,但其比强度却大于超高强度钢。
   
2)热强性高。钛合金的热稳定性好,在300500℃条件下,其强度约比铝合金高10倍。

   
3)化学活性大。钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应,在表面形成TiCTiN硬化层。
   
4)导热性差。钛合金导热性差,钛合金TC4200℃时的热导率l=16.8W/m·℃,导热系数是0.036/厘米·秒·℃。

    钛合金切削加工特性分析 
                     
   
首先,钛合金导热系数低,仅是钢的1/4、铝的1/13、铜的1/25。因切削区散热慢,不利于热平衡,在切削加工过程中,散热和冷却效果很差,易于在切削区形成高温,加工后零件变形回弹大,造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快,耐用度降低。其次,钛合金的导热系数低,使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发,前刀面摩擦力加大,不易排屑,切削热不易散发,加速刀具磨损。最后,钛合金化学活性高,在高温下加工易与刀具材料起反应,形成溶敷、扩散,造成粘刀、烧刀、断刀等现象。

    加工中心加工钛合金的特点
   
1)加工中心可以同时加工多个零件,提高生产效率。
   
2)可提高零件加工精度,产品一致性好。加工中心具有刀具补偿功能,可以获得机床本身的加工精度。

   
3)具有广泛的适应性和较大的加工灵活性。

   
4)可实现一机多能。加工中心可以进行铣削、钻孔、镗孔、攻丝等一系列加工。

   
5)可以进行精确的成本计算,控制生产进度。
   
6)不需要专用夹具,可节约成本经费,缩短生产周期。
   
7)可大大减轻工人的劳动强度。

   
8)可利用UGCAD/CAM软件进行多轴加工。

    
刀具材料的选择
 
     
选用刀具材料应满足下列要求:

   
1)足够的硬度。刀具的硬度必须要远大于钛合金硬度。 
    
2)足够的强度和韧性。由于刀具切削钛合金时要承受很大的扭矩和切削力,因此必须有足够的强度和韧性。

   
3)足够的耐磨性。由于钛合金韧性好,加工时切削刃要锋利,因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力,这样才能减少加工硬化。这是选择加工钛合金刀具最重要的参数。

   
4)刀具材料与钛合金亲合能力要差。由于钛合金化学活性高,因此要避免刀具材料和钛合金形成溶敷、扩散而成合金,造成粘刀、烧刀现象。

     经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行的切削试验表明,采用高钴刀具效果理想,钴的主要作用是加强二次硬化效果,提高红硬性和热处理后的硬度,同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。

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