航空緊固件行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

5月5日，伴隨著發(fā)動機轟鳴聲，國產(chǎn)大飛機C919在上海浦東機場第四跑道沖向藍天。遠在千里之外的山東煙臺，鈦業(yè)人為C919的騰飛歡欣鼓舞，振奮昂揚。這輝煌的瞬間，飽含著五代航空人的艱辛努力，亦承載著無數(shù)人的心血與汗水。航空領(lǐng)域離不開螺紋工量具，尤其對螺紋工具有其特殊的使用要求，比如被加工材料為難加工材料、工件精度要求較高、加工中要求高的刀具切削速度，同時數(shù)控機床的大量使用需要相配套的刀具。這些使用特點要求工具企業(yè)開發(fā)獨具特色的解決難加工材料的專用螺紋刀具。鈦合金已成為航空產(chǎn)業(yè)最重要的工程材料之一，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。但是，鈦合金又是一種典型的難加工材料，切削性能比較差，而在鈦合金材料上，用絲錐攻制內(nèi)螺紋尤其困難，需要進行優(yōu)化設(shè)計。

鈦合金的切削加工性能特點
1.鈦合金材料特點
鈦及其合金同其他金屬材料比較，具有3 個明顯的優(yōu)點：比強度高、中溫性能好、耐腐蝕。在室溫下，鈦合金的比拉伸強度為高強度結(jié)構(gòu)鋼的1.26倍、高強度鋁合金的1.38倍。在400~550℃溫度范圍內(nèi)，鈦合金的比持久強度、比蠕變強度和比疲憊強度都優(yōu)于耐熱不銹鋼。鈦合金從金屬組織上可分為α相鈦合金、β相鈦合金和（α+β）相鈦合金。硬度及強度按α相、（α+β）相、β相的次序增加，而切削加工性按這個次序下降。
2.鈦合金切削加工特點
鈦合金的硬度大于350HBS或300HBS都難進行切削加工，但困難的原因不在于硬度方面，而在于鈦合金本身的力學(xué)、化學(xué)、物理性能間的綜合，切削加工特點表現(xiàn)為：變形系數(shù)??；切削溫度高；主切削力小而背向力大；切屑呈擠裂狀，加工表面易天生硬脆變質(zhì)層；粘刀現(xiàn)象嚴(yán)重。
3.鈦合金內(nèi)螺紋攻絲特點
由于鈦合金的諸多特性，在鈦合金材料上進行內(nèi)螺紋攻絲，是鈦合金切削加工中最困難的工序，尤其對于小孔螺紋的加工更加困難，而且離不開絲錐攻制。主要表現(xiàn)為攻螺紋總扭矩大，約為45 鋼攻螺紋扭矩的2倍；絲錐刀齒過快磨損、崩刃，甚至被“咬死”而折斷。其主要原因是鈦合金彈性模量太小，已加工的螺紋表面會產(chǎn)生很大回彈，給絲錐刀齒的側(cè)后面及齒頂后面很大的法向力，從而造成很大的摩擦扭矩；加之切削溫度高、切屑有粘刀現(xiàn)象不易排除、切削液不易到達切削區(qū)等；加工表面輕易產(chǎn)生應(yīng)力集中，并形成硬脆層，被加工螺紋表面質(zhì)量較差。

鈦合金緊固件雖小，但其意義重大。中航工業(yè)301所專家講解了航空緊固件行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，表示未來航空領(lǐng)域?qū)︹伜辖?、高溫合金等高端緊固件產(chǎn)品需求廣闊。近年來，隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，對以鈦合金緊固件為代表的基礎(chǔ)零部件的性能、質(zhì)量及配套服務(wù)等提出了更高的要求。同時也為鈦行業(yè)帶來了廣泛的市場機遇。中國航天科技集團公司宇航部領(lǐng)導(dǎo)也表示，近年來航天事業(yè)飛速發(fā)展，型號對基礎(chǔ)零部件產(chǎn)品性能的要求也隨之提高，從最初的解決型號配套有無到配套產(chǎn)品長壽命、高可靠、輕量化、標(biāo)準(zhǔn)化，希望未來在新品研發(fā)、產(chǎn)品交付、質(zhì)量保障等方面再上臺階。