Zalety śrub ze stopu tytanu

Śruby wykonane ze stopu tytanu są używane głównie w zastosowaniach lotniczych i kosmicznych i są stosunkowo rzadkie na rynku, dlatego wiele osób nie jest z nimi zbyt zaznajomionych. Oto główne zaletyśruby ze stopu tytanu.

Śruby ze stopu tytanu produkowane są na bazie tytanu, a głównymi pierwiastkami stopowymi są tlen, azot i węgiel. Elementy te zapewniają śrubom ze stopu tytanu bardzo wysoką wytrzymałość, umożliwiając stabilną pracę w wysokich temperaturach bez degradacji w trudnych warunkach. W temperaturze pokojowej wytrzymałość na rozciąganie śrub ze stopu tytanu może osiągnąć 540 MPa, przy twardości Brinella (HB) około 200. Jeśli potrzebne są zmiany konstrukcyjne, te pierwiastki stopowe można regulować lub usunąć poprzez wyżarzanie próżniowe.

Śruby ze stopu tytanu mają również pewne wady: mają niską ciągliwość. Ze względu na skład stopowy materiał ma wysoką twardość, co utrudnia odkształcenie plastyczne w przypadku standardowych form. Dlatego śruby ze stopu tytanu wymagają wyżarzania i obróbki przesycającej. Wyżarzanie zmniejsza twardość, podczas gdy obróbka przesycająca łagodzi naprężenia wewnętrzne, co skutkuje bardziej stabilną pracą i zapobiega pękaniu podczas pracy. Toczenie stopu tytanu wymaga bardzo wydajnych narzędzi, ponieważ materiał jest twardy, podatny na narost na krawędziach i ma niską przewodność cieplną. Podczas skrawania struktura materiału może się zmieniać, a wióry mają tendencję do owijania się wokół narzędzia. Jeśli konieczne jest toczenie, w celu uzyskania lepszych wyników zaleca się stosowanie narzędzi diamentowych.

Chociaż śruby ze stopu tytanu są twarde, ich powierzchnie łatwo ulegają zarysowaniu. Dlatego podczas toczenia wymagania dotyczące mocowania są rygorystyczne: siła mocowania nie powinna być nadmierna, a do smarowania i chłodzenia należy stosować wysokiej jakości płyn obróbkowy.

W porównaniu ze standardowymi śrubami materiałowymi, śruby ze stopu tytanu są bardzo drogie. Głównymi powodami są wysokie koszty materiałów i trudna obróbka. Śruby ze stopu tytanu są najczęściej stosowane w sprzęcie lotniczym, przy niskim popycie w przemyśle ogólnym; w przeciwnym razie całkowity koszt byłby niezwykle wysoki, biorąc pod uwagę typowe zużycie elementów złącznych.

Aby pokazać różnicę w cenie: standardŚruba M8×25 ze stali węglowejkosztuje około 0,2 RMB, wersja ze stali nierdzewnej około 0,5 RMB, natomiast wersja ze stopu tytanu kosztuje ponad 2 RMB.

Większość konwencjonalnych śrub jest wytwarzana metodą kucia na zimno. Kucie na zimno polega na prasowaniu stali w temperaturze pokojowej za pomocą matryc. Ponieważ metale mają już wysoką twardość i właściwości mechaniczne, tłoczenie na zimno wymaga wysokiego ciśnienia formowania. Małe śruby są stosunkowo łatwe, ale duże śruby powyżej M12 muszą być produkowane w wielostanowiskowych zimnych kolektorach.

Istnieją cztery główne metody obróbki śrub ze stopu tytanu. Pierwszą jest toczenie. Wczesne śruby i gwinty ze stopów tytanu były obrabiane na tokarkach, ale ta metoda jest kosztowna i mało wydajna. Obecnie jest to w większości przestarzałe rozwiązanie i jest stosowane wyłącznie do niestandardowych śrub ze stopów tytanu. Drugi sposób to kucie na gorąco, które działa w odwrotny sposób niż kucie na zimno: materiał jest podgrzewany do czerwoności przed prasowaniem go w odpowiedni kształt. Stosuje się je, gdy ciśnienie w urządzeniu jest niewystarczające do odkształcenia w temperaturze pokojowej. Kucie na gorąco jest nadal stosowane, ale tylko w przypadku śrub z niektórych powszechnie stosowanych materiałów. Trzecią metodą jest odlewanie. Metody tej nie stosuje się już w przypadku standardowych śrub ze stopów tytanu, jedynie sporadycznie w przypadku śrub o dużych średnicach i uważa się ją za przestarzałą. Czwartą metodą, której tematem jest ten artykuł, jest wielostanowiskowe kucie na zimno. Jest to najpopularniejsza i najpopularniejsza metoda produkcji śrub ze stopu tytanu. Zapewnia dobrą jakość, wysoką wydajność i niski koszt, dlatego prawie wszyscy producenci elementów złącznych stosują wielostanowiskowe głowice zimne do produkcji różnych śrub i nakrętek ze stopu tytanu.

Wczesne wielostanowiskowe zimne głowice do śrub ze stopu tytanu były używane tylko w krajach rozwiniętych, takich jak Japonia, Europa i Stany Zjednoczone. Wraz z szybką industrializacją w Chinach, przemysł elementów złącznych znacznie się rozwinął, a tego typu specjalistyczne głowice chłodzące zostały wprowadzone i szeroko stosowane w kraju.

Wielostanowiskowe głowice zimne charakteryzują się dużymi rozmiarami i zapewniają dużą siłę formowania, umożliwiając produkcję standardowych i niestandardowychśruby i nakrętkiz różnych drutów metalowych za pomocą matryc. Maszyny charakteryzują się przyjazną dla środowiska konstrukcją i są wyposażone w zaawansowaną automatyzację. Produkcja nie wymaga ręcznego nadzoru; system automatycznie wykrywa usterki i zatrzymania, minimalizując liczbę złomowań.

W przypadku produkcji śrub ze stopu tytanu wielostanowiskowe głowice zimne maksymalizują oszczędność materiału i znacznie poprawiają precyzję. Śruby ze stopu tytanu z łbem zimnym oferują dobre korzyści ekonomiczne. Wał korbowy, rama i korbowody maszyny wykonane są ze stopu o wysokiej wytrzymałości, co zapewnia długą żywotność i łatwą konserwację. Regulacja prędkości ze zmienną częstotliwością umożliwia bezstopniową regulację podczas produkcji, dzięki czemu obsługa jest bardzo wygodna.