Titaaninen siipipyörä on titaanista tai titaaniseoksesta valmistettu pyörivä komponentti, jota käytetään laajalti keskipakopumpuissa, kompressoreissa, turbokoneissa ja muissa laitteissa. Sen lujuus, korroosionkestävyys, kevyt paino ja erinomainen suorituskyky korkeassa-lämpötiloissa.
Titaanipyörien pääominaisuudet: korkea ominaislujuus → titaaniseoksen lujuuden ja painon suhde on erittäin korkea, titaaniseoksen vetolujuus voi olla yli 800 MPa, mikä täyttää korkean painesuhteen ja nopeiden työolosuhteiden tarpeet ja sopii sovelluksiin, joissa on vähennettävä painoa säilyttäen samalla lujuus (kuten lentokonemoottorit); Korroosionkestävyys → Titaani osoittaa erinomaista korroosionkestävyyttä kosteassa ilmassa, merivedessä, kloridiympäristössä ja erilaisissa hapoissa ja emäksissä, ja se kestää erinomaisesti syövyttäviä aineita, kuten merivettä, vahvaa happoa ja vahvaa alkalia, ja sopii kemianteollisuuteen, meriveden suolanpoistoon ja muille aloille. Korkean lämpötilan kestävyys→ jotkin titaaniseokset voivat toimia pitkään 500 asteen lämpötilassa, mikä sopii korkean lämpötilan ympäristöihin, kuten lentokonemoottoreihin; Väsymiskyky on hyvä → titaanipyörällä on pitkä väsymisikä vaihtelevissa kuormiuksissa. Pienen-tiheyden → tiheys on noin 4,5 g/cm³, mikä on noin 60 % kevyempi kuin teräs, mutta lujuus on lähellä tai jopa ylittää joidenkin korkealujuusterästen.
Sovellukset:
Ilmailu: ilmamoottorien kompressorin lavat, tuulettimen roottorit (esim. F-22-hävittäjät, Boeing 787 -moottorit)
Meriteollisuus: laivojen potkurit, merivesipumppujen siipipyörät (meriveden korroosionkestävyys)
Kemialliset laitteet: Keskipakokompressorisiipipyörät syövyttävien kaasujen tai nesteiden kuljettamiseen
Lääketieteelliset laitteet: implantoitavat laitteet, kuten tekosydänpumput (hyvä bioyhteensopivuus)
Energiateollisuus: geotermisen sähkön tuotantohöyryturbiinit, vetypolttokennoilmakompressorit
Titaanipyörien valmistusprosessissa on yhdistettävä materiaalin ominaisuudet monimutkaisiin rakenteellisiin vaatimuksiin, ja päämenetelmiä ovat: Investointivalu → Prosessi: grafiitti- tai keraaminen muottiytimen käyttö, valu ja muovaus tyhjiösulattamalla, sopii monimutkaisille kaareville siipille (kuten lentokoneen juoksupyörät). Tärkeimmät parametrit: Muotin lämpötilan tulee olla 110-130 astetta, ja se tulee suojata argonkaasulla kaatamisen aikana hapettumisen estämiseksi. Jälki-käsittely: Tyhjiöhehkutus (750-800 astetta) ja kuumaisostaattinen puristus (103 MPa, 920 astetta) vaaditaan vikojen poistamiseksi. Taontaprosessi → materiaalin valinta: Taotun titaaniseoksen Gr.5 ensisijainen valinta vähentää huokoisuutta, kutistumista ja muita vikoja verrattuna valuun Gr.5 ja lisää tuottoa noin 50 %. Rakennesuunnittelu: Takaa{17}}taivuttavia teriä ja yhtä vahvoja osia käytetään hydrodynaamisen suorituskyvyn optimointiin. Additiivinen valmistus ja CNC-työstö → 3D-tulostus: Hartsimallit valmistetaan valokovettuvalla muovaustekniikalla yhdistettynä keraamiseen lietteen injektointiin, jolloin muodostuu muotoiltu kuori, joka soveltuu pienten erien räätälöintiin. Tehokas leikkaus: Käyttää AlTiN-pinnoitettuja kovametallityökaluja leikkausparametrien optimointiin ja työkalun kulumisen vähentämiseen.
Prosessointitekniikan vaikeudet: prosessin pullonkaula, titaaniseoksen huono lämmönjohtavuus, helppo synnyttää lämpöjännitystä käsittelyn aikana ja tarve kehittää uutta jäähdytystekniikkaa. Monimutkaisen kaarevan pintavalun täytyy hallita investointitiivistystä huokoisuusvirheiden välttämiseksi. Komposiittivalmistus: Yhdistä lisäainevalmistus tarkkuusvaluon, jotta saavutetaan moni-materiaalista integroidut juoksupyörät. Pintakäsittely: Paranna pinnan kovuutta mikro-kaarihapetuksen tai laserpinnoituksen avulla käyttöiän pidentämiseksi. Älykäs tuotanto: AI-algoritmit otetaan käyttöön leikkausparametrien optimoimiseksi ja energiankulutuksen vähentämiseksi 15–20 %.
Kiina Shaanxi Aerospace Nonferrous Metals Processing Co., Ltd.: Erilaatuisten juoksupyörän takeiden sekä erilaisten tarkkuustyöstöosien räätälöity käsittely. Yrityksellä on maahantuotu viisi-akselinen sorvaus-jyrsintäkomposiittikoneistuskeskus, CNC-pukkijyrsintäkeskus ja muut tarkkuuslaitteet, joiden tarkkuus on jopa ±0,005 mm. Se on kansallinen korkean teknologian-yritys, tervetuloa kuulemaan ja vierailemaan.
