聯(lián)軸器發(fā)展對(duì)鈦合金材料的需求

發(fā)布時(shí)間：2020-02-12

由于膜片及撓性筒的材料為鈦合金，因此隨著艦船對(duì)膜片、筒形聯(lián)軸器的需求增大，對(duì)鈦合金材料的需求也越來(lái)越大。目前存在問(wèn)題有以下幾方面：(1)膜片材料(TC4)的強(qiáng)度，鍛件生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行固溶相寸效處理，由于膜片鍛件直徑很大而厚度較小，鍛件外徑一般在φ600mm以上，目前可達(dá)到φ900mm，而鍛件厚度只有50mm左右，因此在進(jìn)行熱處理過(guò)程中很容易引起鍛件變形較大，造成鍛件報(bào)廢。
　　(2)作為膜片鍛件，設(shè)計(jì)方一般要求鍛造廠出廠鍛件平面度要求非常高，有些廠家為了滿足鍛件出廠平面度的要求，在熱處理時(shí)或熱處理后通過(guò)機(jī)械手段來(lái)強(qiáng)行控制鍛件變形，這樣使得鍛件本身有很大的內(nèi)應(yīng)力存在，結(jié)果在加工中出現(xiàn)應(yīng)力釋放現(xiàn)象，造成鍛件變形很大，導(dǎo)致鍛件在加工中報(bào)廢。
　　(3)為了提高膜片的疲勞壽命，用于加工膜片的TC4鍛件對(duì)高、低倍組織的等級(jí)要求非常高，因此國(guó)內(nèi)很多鈦合金生產(chǎn)廠家都無(wú)法滿足此項(xiàng)要求。例如，我所曾經(jīng)在某有色金屬加工廠采購(gòu)過(guò)18件TC4鍛件，但最終由于高倍組織不滿足要求而造成鍛件報(bào)廢。
　　(4)由于鈦合金價(jià)格本身就較貴，而且膜片鍛件對(duì)鈦合金要求較高，需要通過(guò)很多工序才能達(dá)到要求，再加上膜片鍛件在鍛造和熱處理過(guò)程中廢品率居高不下，導(dǎo)致用于加工膜片的鈦合金價(jià)格非常高，在一段時(shí)間內(nèi)價(jià)格較高曾達(dá)到1500元左右/kg，目前價(jià)格也在1000元左右/kg，這樣直接導(dǎo)致了膜片聯(lián)軸器的成本提高，對(duì)膜片聯(lián)軸器的推廣起到了制約作用。
　　(5)由于鈦合金膜片在加工過(guò)程中難度大，加工過(guò)程中廢品率非常高，從而也導(dǎo)致鈦合金膜片聯(lián)軸器的制造成本居高不下。
　　應(yīng)用實(shí)例方面：(1)我國(guó)從德國(guó)引進(jìn)的某型船，其用于聯(lián)接減速齒輪裝置Ⅰ大齒輪和聯(lián)動(dòng)軸間的四臺(tái)級(jí)間膜片聯(lián)軸器中的關(guān)鍵件膜片就采用了鈦合金材料，該膜片直徑超過(guò)φ600膜片型線為對(duì)稱雙曲線。
　　(2)我國(guó)從烏克蘭引進(jìn)的某型燃?xì)廨啓C(jī)組中用于聯(lián)接燃?xì)廨啓C(jī)與主減速器間的雙膜片聯(lián)軸器，其關(guān)鍵零件頰盤淇型線一面為直線，一面為斜線)采用的材料為BT3-1(國(guó)內(nèi)近似牌號(hào)TC6)，該盤直徑超過(guò)φ700mm。
　　(3)我國(guó)從烏克蘭引進(jìn)的某型燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組中用于聯(lián)接燃?xì)廨啓C(jī)與主減速器間的筒形聯(lián)軸器，其關(guān)鍵零件撓性筒所選用的材料也是BT3-1(國(guó)內(nèi)近似牌號(hào)TC6)。
　　(4)我國(guó)自行研制的某型船，其用于聯(lián)接減速齒輪裝置Ⅰ級(jí)大齒輪和聯(lián)動(dòng)軸間的級(jí)間膜片聯(lián)軸器中的關(guān)鍵件膜片就采用了TC4材料，膜片型線為對(duì)稱雙曲線。
　　(5)我國(guó)自行研制的某型氣墊船，用于軸系聯(lián)接的膜片聯(lián)軸器，其膜片選用的材料為TC4膜片型線為對(duì)稱錐形曲線。
　　雖然我國(guó)撓性聯(lián)軸器設(shè)備采用鈦合金材料的是剛剛起步，但實(shí)踐證明，鈦合金是一種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期考驗(yàn)、理想的撓性聯(lián)軸器用材料，鈦合金密度低，比、具有的蝕能力，這些優(yōu)點(diǎn)可提高產(chǎn)品整體性能。為使鈦合金材料能夠穩(wěn)定及廣泛地應(yīng)用于撓性聯(lián)軸器設(shè)備，還需要使用方、設(shè)計(jì)單位、材料研制及生產(chǎn)單位、機(jī)組制造及維修廠的通力合作，以便長(zhǎng)期地積累鈦合金材料的使用數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。
　　隨著撓性聯(lián)軸器技術(shù)的發(fā)展、鈦合金鍛造及加工工藝的不斷完善改進(jìn)以及制約我國(guó)鈦合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的突破，我們相信鈦合金材料在撓性聯(lián)軸器設(shè)備上將會(huì)有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景。