Sut i optimeiddio perfformiad llafnau aloi titaniwm?

Gwneuthurwr Deunyddiau Crai Aloi Titaniwm Gr5

Ymhlith cynhyrchion aloi titaniwm, mae llafnau aloi titaniwm yn gydrannau craidd â chynnwys technolegol uchel, ac mae eu perfformiad yn pennu'n uniongyrchol effeithlonrwydd gweithredu a dibynadwyedd offer diwedd uchel. P'un ai llafnau cywasgydd peiriannau aero, llafnau tyrbinau tyrbinau nwy, neu lafnau olwynion tyrbinau gwynt, mae llafnau aloi titaniwm wedi torri trwy dagfeydd perfformiad llafnau metel traddodiadol oherwydd eu manteision gwrthsefyll tymheredd ysgafn ac uchel.

Ar gyfer llafnau-cywasgydd injan aero,Gr5 (Ti-6Al-4V)aloi titaniwmyn cael ei ffafrio. Ar gyfer llafnau tyrbin tymheredd uchel, defnyddir cyfansoddion rhyngfetelaidd Ti- 48Al-2Cr-2Nb) neu Ti-Nb-Zr.

 

 

 

I. Cymwysiadau Llafnau Alloy Titaniwm

Mae gan wahanol senarios cais llafnau aloi titaniwm ofynion gwahanol ar gyfer perfformiad deunydd, dyluniad strwythurol a chywirdeb prosesu. Gellir dweud mai llafnau aloi titaniwm yw'r gefnogaeth allweddol ar gyfer datblygu offer diwedd uchel tuag at "effeithlonrwydd uchel, ysgafn a bywyd gwasanaeth hir".

Gofynion Perfformiad Eithafol

Mewn peiriannau aero, gall llafnau aloi titaniwm gynnal sefydlogrwydd strwythurol ar dymheredd uchel o 600-800 gradd a gwrthsefyll y grym allgyrchol enfawr a achosir gan gylchdroi cyflymder uchel. Cymhwyso llafnau aloi titaniwm mewn peiriannau aero wedi'u rhannu'n bennaf yn llafnau cywasgydd a llafnau tyrbinau. Oherwydd gwahanol amgylcheddau gwaith, mae paramedrau technegol y ddau yn sylweddol wahanol. Mae llafnau cywasgydd yn defnyddio aloi titaniwm Gr5 (Ti{{600-8006Al{{-4V)) yn bennaf, sydd angen gwrthsefyll effaith llif aer o gannoedd o fetrau yr eiliad a grym allgyrchol cylchdro o hyd at 100,000 o chwyldroadau y funud ar dymheredd o 300-600 gradd. Felly, rhaid i'r llafnau fod â chryfder tynnol uchel iawn (Yn fwy na neu'n hafal i 895MPa) a chryfder blinder (Yn fwy na neu'n hafal i 600MPa). Mae llafnau tyrbinau mewn cysylltiad uniongyrchol â nwy tymheredd uchel ar ôl hylosgi (Cyrraedd uwch na 1000 gradd), felly mae angen iddynt ddefnyddio aloi titaniwm gwrthsefyll tymheredd uchel (fel aloi cyfres Ti-Al-Nb) neu ddeunyddiau cyfansawdd matrics aloi titaniwm. Mae rhai llafnau hefyd wedi'u gorchuddio â gorchudd ceramig trwy dechnoleg chwistrellu plasma i wella ymwrthedd tymheredd uchel ymhellach.

Tyrbin Nwy a Llafn Tyrbinau Gwynt

Mewn tyrbinau nwy, defnyddir llafnau aloi titaniwm yn bennaf yn y rhan cywasgydd. Er bod y tymheredd gweithio yn is na thymheredd peiriannau aero (200-500 gradd), mae angen iddynt addasu i weithrediad parhaus hirdymor, fel bod ganddynt ofynion uwch ar gyfer ymwrthedd blinder a gwrthiant cyrydiad y llafnau. Er enghraifft, mae llafnau cywasgydd tyrbinau nwy Mitsubishi JAC yn Japan yn mabwysiadu aloi titaniwm interstitial isel Gr5 Ti-6Al-4V ELI.

Llafnau Propelor yn y Maes Morol ac Adeiladu Llongau

Mae llafnau gwthio llongau yn cael eu trochi yn yr amgylchedd dŵr môr am gyfnod hir, sy'n dueddol o rydu dŵr môr a biobaeddu morol. Gydag ymwrthedd cyrydiad dŵr môr rhagorol (dim ond 0.001mm yw'r gyfradd cyrydu flynyddol mewn dŵr môr), mae llafnau aloi titaniwm wedi dod yn ddewis cyntaf ar gyfer llongau pen uchel.

II. Peiriannu Manwl Llafnau Alloy Titaniwm

Mae graddau penodol o ddeunyddiau aloi titaniwm yn cael eu paru â llafnau aloi Titaniwm ar gyfer gwahanol geisiadau. O baratoi gwag i brosesu ffurfio, mae'n mynd i mewn i'r cam peiriannu manwl. Ar gyfer llafnau gyda strwythurau cymhleth (fel llafnau tyrbin gyda thyllau oeri), mabwysiadir technoleg melino cyswllt pum echel. Trwy offer arbennig aloi titaniwm cyflymder uchel (fel offer gorchuddio WC-), gwireddir peiriannu manwl gywir o broffiliau llafn a tenonau (rhannau wedi'u cysylltu â'r brif siafft), gyda chywirdeb peiriannu hyd at ± 0.05mm.

Mae rhai llafnau hefyd yn defnyddio technoleg argraffu 3D (toddi laser dethol SLM) i doddi powdr aloi titaniwm yn siapiau llafn, sy'n arbennig o addas ar gyfer cynhyrchu llafnau tyrbin gyda sianeli oeri mewnol cymhleth. Gwneir triniaeth arwyneb i wella'r ymwrthedd gwisgo, ymwrthedd cyrydiad a gwrthiant tymheredd uchel y llafnau. Ar ôl prosesu, mae angen profion aml-dimensiwn i sicrhau ansawdd llafn.

Defnyddir profion uwchsonig (UT) i ganfod diffygion mewnol, nad oes angen mandyllau na chraciau â diamedr Yn fwy na neu'n hafal i 0.5mm. Defnyddir profion tynnol a phrofion blinder i wirio priodweddau mecanyddol y deunydd i sicrhau ei fod yn bodloni'r dangosyddion dylunio. Defnyddir peiriannau mesur cydlynu i ganfod cywirdeb proffil y llafn, a rhaid rheoli'r gwall goddefgarwch proffil o fewn ± 0.1mm.

iII. Optimeiddio Perfformiad Llafnau Alloy Titaniwm

Gwella cryfder, ymwrthedd tymheredd uchel a gwrthiant cyrydiad llafnau mewn modd wedi'i dargedu trwy addasu cyfansoddiad cemegol aloi titaniwm neu ychwanegu elfennau aloi hybrin.

Dileu diffygion mewnol llafnau, gwella ansawdd wyneb a chywirdeb dimensiwn, a gwella perfformiad llafn yn anuniongyrchol trwy optimeiddio technoleg prosesu. Yn y broses argraffu SLM 3D, mabwysiadir technoleg "sganio laser pŵer amrywiol" i addasu'r pŵer laser ar gyfer gwahanol rannau o'r llafn (150-200W ar gyfer y rhan proffil a 250-300W ar gyfer y rhan tenon), sydd nid yn unig yn sicrhau cywirdeb y proffil ond hefyd yn gwella cryfder y tenon. Ar ôl argraffu, cynhelir triniaeth gwasgu isostatig poeth (HIP) (tymheredd 920 gradd, pwysedd 100MPa) i ddileu'r mandyllau bach y tu mewn i'r rhan argraffedig, gan gynyddu'r dwysedd deunydd o 98% i dros 99.9%.

Triniaeth cryfhau'r wyneb: Defnyddir technoleg peening sioc laser (LSP) i ffurfio haen straen cywasgol gweddilliol gyda dyfnder o 0.5- 1mm ar wyneb y llafn, sy'n cynyddu cryfder blinder y llafn 30% -50% ac yn gwrthsefyll difrod blinder a achosir gan gylchdroi cyflym i bob pwrpas. Ar gyfer llafnau cywasgwr, defnyddir malu manwl gydag olwynion malu diemwnt i reoli'r garwedd arwyneb o fewn Ra0.4μm, gan leihau'r traul arwyneb a achosir gan lif aer impact.Optimize dylunio strwythurol: Cyfuno mecaneg hylif a dadansoddiad mecaneg strwythurol i wneud y gorau o ddyluniad strwythurol llafnau, gan wella effeithlonrwydd gweithredol a gwrthsefyll methiant.