Напредъкът на приложението на технологията за прецизно леене на титаниев сплав в аерокосмическото поле

I. Предистория на темата

За да отговорят на търсенето на високи - метални структурни части за производителност при модернизиране на аерокосмическите превозни средства, производствените технологии и материали, използвани за тези компоненти, непрекъснато се подобряват и развиват. Титановите сплави се характеризират с ниска плътност, висока специфична якост, силна устойчивост на корозия и отлична висока температурна съпротивление-. Те се използват широко при критично натоварване -, носещи структурни компоненти в аерокосмическото поле и използването им продължава да расте. Въпреки това, по време на производствения процес на части от титанов сплав, предизвикателства като висока сила на рязане и бързо износване на инструменти водят до ниска ефективност на обработката и високи разходи. Тези фактори ограничават по -широкото прилагане на части от титанов сплав в нисък - височина, оръжия и кораби.

Технологията за леене на инвестиции е ефективно решение за постигане на интегрираното формоване на голям размер -, тънък - стенен и сложен - Структурирани компоненти на титан сплав, като същевременно намалява производствените разходи. След десетилетия на развитие повече от 90% от отливките от титанови сплави, използвани в аерокосмическата индустрия днес, се произвеждат чрез инвестиционно леене. В момента китайската аерокосмическа индустрия е в етап на бързо развитие. Процесът на локализация се ускори при сложната международна ситуация през последните години. Очаква се общото търсене на прецизно кастинг във вътрешното аерокосмическо пространство да надхвърли 100 милиарда юана в бъдеще.

II. Методи на изследване

Този документ разглежда текущия статус на прецизното леене на титанов сплав в аерокосмическата индустрия през последните години. Той обобщава развитието на вътрешно и международно, Titanium Alloy Precision Casting Technologies, материали и приложения на продукти. Проучването се фокусира върху създаването на плесен, производството на черупки, топенето и изливането и след обработката на- в технологията за кастинг. Той обхваща предимно характеристиката на кастинга и механичните свойства на конвенционалния Cast TC4, високата - температура близо до - титанови сплави и титан - алуминиеви сплави в развитието на материала. По отношение на прецизните отливки от титанова сплав, хартията въвежда основно структурни компоненти за аерокосмическите двигатели. И накрая, тя обобщава съществуващите проблеми и предлага бъдещи указания, като например създаване на база данни за материали, намаляване на производствените разходи и разработване на софтуер за симулация на кастинг.

Iii. Изследователско съдържание

(1) Разработване на технология за прецизно леене на титанова сплав

Производственият процес за отливки за инвестиции в титанов сплав включва основно изработка на восъчни форми, изработка на черупки, топене и изливане и след - обработка. Първо, моделът на кастинг, проектиран с помощта на компютър - софтуер за дизайн (CAD), се превръща във восъчна плесен с помощта на мухъл или адитивно производствено оборудване. След това към повърхността му се прилага мулти - слой рефрактерен материал, за да се образува керамична обвивка. Черупката се нагрява, за да се стопи и отстранява восъка. След синтероване и керамикиране на обвивката при високи температури, разтопената титанова сплав се излива във формата. След като металът се втвърди и изстине, черупката е счупена, за да премахне системата за леене и гетиране. И накрая, кастингът претърпява стъпки - стъпки за обработка като рязане, пясъчно облекло, смилане, проверка, мариноване и ремонт, за да се получи готовия продукт.

(2) Развитие на прецизността

Развитието на технологията за прецизно леене на титанова сплав и тази на материалите с легирана титанова сплав са взаимно подсилващи се. За да се използват напълно уникалните свойства на титановите сплави и да се адаптират към техните характеристики на леене, трябва да се разработват и непрекъснато подобряване на целевите техники за леене. Освен това, за да се опрости процесът на леене и контролните разходи, съставите на сплав трябва да бъдат коригирани, за да се оптимизира обработката на кавта и след -, без значително компрометиране на производителността. При този итеративен и прогресивен подход както технологията за прецизна кастинг на сплав от титан, така и половинката

Технологията за леене на конвенционални титанови сплави непрекъснато се подобрява, докато са разработени нови високи - производителни титанови сплави. Най -широко използваната + титанова сплав в страната и в международен план е ZTC4. Сред близо - титанови сплави, ZTA15 е най -често използваният. Титанови сплави, способни да издържат на температури над 550 градуса, включват TI1100, IMI834, TI6242, ZTI55, ZTI60 и ZTI65. Тиалните сплави имат по -ниска плътност от конвенционалните титанови сплави, а също така предлагат отлична висока - температурна устойчивост на пълзене и устойчивост на окисляване. Те могат да заменят никела - супер следи в температурния диапазон от 600–1000 градуса за двигатели на самолети. Ti₂alnb Alloy предлага превъзходна висока - температурна якост, пластичност и устойчивост на пълзене в сравнение с повечето тиални сплави, с работна температура до 800 градуса. Той има голям потенциал за замяна на кастинния никел

(3) Appli

След десетилетия на развитие, прецизните отливки от титанова сплав сега се използват широко в критични структурни части на аерокосмическите превозни средства. Използването на интегрално отливани компоненти значително допринесе за подобряване на структурната стабилност, удължаване на живота на обслужването, намаляване на общата тежест, опростяване на сглобяването и намаляване на производствените разходи. Конвенционалната прецизна отливка от титанова сплав се използват най -ясно в аерокосмическите приложения

Институтът по аеронавигационни материали в Пекин се превърна в основен доставчик на поддържащите плаки за Airbus CFM56 - 7 двигатели и също е доставчик на отливки от титаниеви сплави за скока - 1A, 1B и 1C Engines. Институтът за метални изследвания на Китайската академия на науките, Институтът по аеронавигационни материали в Пекин, Северозападния политехнически университет и Института за технологии в Харбин са разработили дифузори, остриета и турбини. 45xD сплав с ниско налягане на турбината, произведени от Института за метални изследвания, са преминали процесите на оценка и проверка на високите, високи, високи, високи, високи, високи, високи

Отливките от титанови сплави също се използват широко в ракетни компоненти, включително опашни перки, обвивки в бойната глава, ракетни тела и конектори. В аерокосмическите превозни средства и спътниците, отливките от титанови сплави се използват главно за опори, плочи, фуги и камери

I

През последните години прилагането на технологии, материали и продукти на титан сплав в аерокосмическия сектор постигна забележителен напредък. Китай се превърна в глобален лидер в развитието на материали от легиран титанов сплав. Технологията за прецизно леене на титанова сплав до голяма степен е постигнала локализация и е широко използвана в ключови аерокосмически структурни компоненти. Въпреки това, пропуските остават между предприятията за прецизно леене на китайска титанова сплав и техните напреднали колеги в Съединените щати. Няколко

1. Бавна промоция и приемане на нови сплави от титан от леене;

2. Трудност при намаляване на производствените разходи за прецизни отливки от титанова сплав;

3. Неразработена технология за симулация на титанови сплави;

4. Интензивна конкуренция от бързото развитие на адитивното производство на титанова сплав.

5. За да се справят с тези предизвикателства и да се подобри нивото на приложение на прецизността на титаниевата сплав, се предлагат следните мерки:

6. Създайте цялостни състави на база данни, свързващи съставите на титан сплав с изпълнение на леене и механични свойства;

7. Прилагайте цифрова технология Twin за оптимизиране на процесите и намаляване на производствените разходи;

8. Ускорете развитието на софтуер за симулация на вътрешен кастинг.