Cánh quạt titan là một bộ phận quay được làm bằng titan hoặc hợp kim titan, được sử dụng rộng rãi trong máy bơm ly tâm, máy nén, máy tua-bin và các thiết bị khác, có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn, trọng lượng nhẹ và hiệu suất nhiệt độ-cao tuyệt vời.
Các tính năng chính của cánh quạt titan: cường độ riêng cao → tỷ lệ cường độ trên trọng lượng của hợp kim titan cực kỳ cao, độ bền kéo của hợp kim titan có thể đạt hơn 800MPa, đáp ứng nhu cầu về tỷ lệ áp suất cao và điều kiện làm việc tốc độ cao, và phù hợp cho các ứng dụng cần giảm trọng lượng trong khi duy trì độ bền (như động cơ hàng không); Chống ăn mòn → Titanium cho thấy khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong không khí ẩm, nước biển, môi trường clorua và nhiều loại axit và kiềm, đồng thời cho thấy khả năng chống ăn mòn tuyệt vời như nước biển, axit mạnh và kiềm mạnh, phù hợp cho công nghiệp hóa chất, khử muối nước biển và các lĩnh vực khác. Khả năng chịu nhiệt độ cao→ một số hợp kim titan có thể hoạt động trong thời gian dài ở nhiệt độ 500 độ, phù hợp với môi trường có nhiệt độ-cao như động cơ hàng không; Hiệu suất mỏi tốt → cánh quạt titan có tuổi thọ mỏi dài dưới các tải trọng xen kẽ. Mật độ của -mật độ thấp → là khoảng 4,5 g/cm³, nhẹ hơn thép khoảng 60% nhưng độ bền gần bằng hoặc thậm chí vượt quá độ bền của một số loại thép có độ bền-cao.
Ứng dụng:
Hàng không vũ trụ: Cánh máy nén động cơ hàng không, cánh quạt (ví dụ: máy bay chiến đấu F-22, động cơ Boeing 787)
Công nghiệp hàng hải: máy đẩy hàng hải, cánh quạt bơm nước biển (chống ăn mòn nước biển)
Thiết bị hóa học: Cánh quạt máy nén ly tâm để vận chuyển khí hoặc chất lỏng ăn mòn
Thiết bị y tế: thiết bị cấy ghép như máy bơm tim nhân tạo (khả năng tương thích sinh học tốt)
Công nghiệp năng lượng: tua bin hơi nước phát điện địa nhiệt, máy nén khí pin nhiên liệu hydro
Quy trình sản xuất cánh quạt titan cần kết hợp các đặc tính vật liệu với các yêu cầu về kết cấu phức tạp và các phương pháp chính bao gồm: Đúc đầu tư → Quy trình: sử dụng lõi khuôn than chì hoặc gốm, đúc và đúc bằng cách nấu chảy chân không, phù hợp với các lưỡi cong phức tạp (chẳng hạn như cánh quạt hàng không). Các thông số chính: Nhiệt độ khuôn phải được kiểm soát ở mức 110-130 độ và phải được bảo vệ bằng khí argon trong quá trình đổ để tránh quá trình oxy hóa. Sau{12}}xử lý: Cần ủ chân không (750-800 độ ) và ép đẳng tĩnh nóng (103MPa, 920 độ ) để loại bỏ các khuyết tật. Quá trình rèn → lựa chọn vật liệu: Ưu tiên lựa chọn hợp kim titan rèn Gr.5 giúp giảm độ xốp, độ co ngót và các khuyết tật khác so với đúc Gr.5 và tăng năng suất khoảng 50%. Thiết kế kết cấu: Các cánh uốn cong về phía sau và các phần có độ bền bằng nhau được sử dụng để tối ưu hóa hiệu suất thủy động lực học. Sản xuất bồi đắp và gia công CNC → In 3D: Các mô hình nhựa được chế tạo thông qua công nghệ đúc xử lý bằng ánh sáng, kết hợp với vữa vữa gốm để tạo thành vỏ đúc, phù hợp cho việc tùy chỉnh hàng loạt nhỏ. Cắt hiệu quả: Sử dụng các công cụ cacbua được phủ AlTiN để tối ưu hóa các thông số cắt và giảm mài mòn dụng cụ.
Khó khăn trong công nghệ xử lý: tắc nghẽn quy trình, độ dẫn nhiệt của hợp kim titan kém, dễ tạo ra ứng suất nhiệt trong quá trình xử lý và cần phát triển công nghệ làm mát mới. Việc đúc bề mặt cong phức tạp cần kiểm soát độ kín đầu tư để tránh các khuyết tật về độ xốp. Sản xuất hỗn hợp: Kết hợp sản xuất bồi đắp với quá trình đúc chính xác để tạo ra các-cánh quạt tích hợp nhiều vật liệu. Xử lý bề mặt: Cải thiện độ cứng bề mặt thông qua quá trình oxy hóa hồ quang vi-hoặc lớp phủ laze để kéo dài tuổi thọ. Sản xuất thông minh: Thuật toán AI được giới thiệu để tối ưu hóa các thông số cắt và giảm mức tiêu thụ năng lượng từ 15% -20%.
Công ty TNHH Chế biến kim loại màu hàng không vũ trụ Thiểm Tây Trung Quốc: Gia công theo yêu cầu các loại vật rèn cánh quạt khác nhau, cũng như các bộ phận gia công chính xác khác nhau. Công ty được trang bị trung tâm gia công hỗn hợp phay-trục quay{4}} nhập khẩu, trung tâm phay cổng CNC và các thiết bị chính xác khác, với độ chính xác lên tới ±0,005mm, là một doanh nghiệp công nghệ cao-quốc gia, hoan nghênh bạn đến tư vấn và ghé thăm.
