鈦合金基體價值凸顯前景廣闊
超硬磨具鈦合金基體材料與傳統(tǒng)基體材料相比因其強度高、耐腐蝕性好、熱性能優(yōu)良且無磁性等特性在航空、航海、造船醫(yī)療等領域被廣泛應用。作為新型基體材料, 它提高超硬材料行業(yè)領域技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進步的水平,并且通過實踐應用取得了良好的效果。使其在材料領域價值凸顯,鈦合金基體材料發(fā)展前景廣闊。寶雞市三立 公司新金屬材料研發(fā)中心的研制成果中,專門針對超硬材料行業(yè)研發(fā)的超硬磨具鈦合金基體進行研制生產(chǎn),并走在了國內(nèi)同行的前面。
鈦合金基體具有9大物理機械特性:
鈦合金基體密度小、強度高、比強度大鈦合金的密度為4.51g/cm3,是鋼合金基體的57%,不到鋁合金基體的2倍,強度比鋁合金基體大3倍。鈦合金基 體的比強度(拉伸強度/密度)是常用的工業(yè)合金中最大的。鈦合金的比強度是不銹鋼的3.5倍,是鋁合金基體的1.3倍,是鎂合金的1.7倍。在300攝氏 度到350攝氏度下鈦合金基體的強度比鋁合金基體高10倍。是超硬材料行業(yè)必不可少的基體結(jié)構(gòu)材料。
鈦合金基體耐腐蝕性能優(yōu)良鈦合金基體材料的鈍性取決于氧化膜的存在,它在氧化性介質(zhì)中的耐腐蝕性比在還原性介質(zhì)中要好得多。在還原性介質(zhì)中能發(fā)生高速率腐 蝕,鈦合金基體在一些腐蝕性介質(zhì)中不會被腐蝕。而且超硬材料鈦合金基體可以在惡劣環(huán)境中使用,動靜平衡都不影響,能夠保持良好的穩(wěn)定可靠性能。
鈦合金基體熔點高,耐熱性能優(yōu)良鈦合金基體材料熔點可高達1668攝氏度,沸點為3400攝氏度,高于鐵、鎳金屬,因此鈦合金作為輕型耐熱材料具有優(yōu)良的 基礎。耐熱性高,其工作溫度在500攝氏度。經(jīng)過高速運轉(zhuǎn)以及長期工作仍然能夠保持良好的力學性能。因此它最適用于高精度、航空發(fā)動機、壓氣機、渦輪盤、 葉片起動架、汽車、液壓、軸承、空間壓縮機、數(shù)控精度較高的機床以及醫(yī)療器械等。
鈦合金基體低溫性能好鈦合金基體可以在低溫環(huán)境下工作,在零下253攝氏度到600攝氏度范圍內(nèi)使用。其強度隨著溫度降低而提高,但塑性降低得不多,在低溫下仍有較好的延性及韌性,適合在超低溫下使用。鈦合金基體在低溫和超低溫下仍能保持其原有的一定力學性能。
鈦合金基體材料無磁性鈦合金基體材料沒有磁性,而且也不會因加工生產(chǎn)等過程而產(chǎn)生磁性。超硬磨具鈦合金基體并且可以在強磁場環(huán)境下進行加工,而且它也無靜 電性,不會在磁場中產(chǎn)生電磁性,加工件附件也不會附在鈦合金基體上,不影響設備的運轉(zhuǎn)、穩(wěn)定、精度以及動平衡。因為鈦合金磁化率為3.2×10的負6次方 (單位是立方厘米每克),所以鈦合金基體材料在很強的磁場中也不會被磁化。
鈦合金基體導熱性能小鈦的導熱系數(shù)為0.036cal/(cm*s*c),而通過添加稀有金屬材料,研發(fā)出的鈦合金基體材料的導熱系數(shù)僅為 0.019cal/(cm*s*c),它僅為鋼的1/5,鋁合金的1/13,銅的1/25,導熱系數(shù)小在超硬材料鈦合金基體模具磨削加工場合,可以利用這 一良好的特性。所以在磨削加工件時高溫熱量不易傳到鈦合金基體上,不會因為過熱使得基體變形或者損壞。
鈦合金基體彈性模量小鈦合金基體彈性模量小,鈦合金的彈性模量約為鐵的55%。作為結(jié)構(gòu)材料使用時彈性模量低是個缺陷。但是對于外科植入鈦合金和超硬模具鈦合金基體卻是一種非常優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料。
鈦合金材料的彈性模量接近人體自然量,超硬磨具鈦合金基體的彈性模量對動平衡、高速旋轉(zhuǎn)基體能夠非常好的保持速度平衡,而且可以使其在高速的運轉(zhuǎn)過程中震動搖擺小,是自動化高速數(shù)控機床設備的首選材料。
鈦合金基體的抗拉強度與屈服強度接近鈦合金基體材料的抗拉強度為686~1176Mpa,最高可以達到1764Mpa。鈦合金基體與許多鋼的強度相當,但是比強度鈦合金基體是最好的。
鈦合金基體材料的壓縮強度比低于其拉伸強度,比抗拉強度稍高。剪切強度一般為抗拉強度的1.2-2.0倍。
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