一方面,钛合金紧固件的制造过程主要包括三个部分:1、塑性变形,如镦粗、缩径、滚丝等;2、塑性变形,如镦粗、缩径、滚丝等; 2、表面强化,如螺栓承载面与直杆过渡区的强化等; 3、机械加工,如车、铣、磨等。
另一方面,紧固件的用途不同,所需材料的性能要求也不同,这就需要采用不同的钛合金材料。 以铆钉和螺栓为例,铆钉在安装过程中需要在一端或两端进行镦锻,因此铆接工艺对材料的塑性要求较高。 螺栓一般要求强度较高,其强度水平接近高强度合金钢,因此通常采用高强度钛合金材料。
基于以上两个因素,紧固件用钛合金材料主要分为工业纯钛、(α+β)型和β型钛合金三类。 工业纯钛主要是TA1和TA2; (α+β)钛合金主要有TC4、TC6和Ti-662等; β型钛合金主要是亚稳态β型钛合金。 这是因为亚稳态β型钛合金的合金钼当量一般在10%左右。 钼当量低于10%的近β型钛合金热处理强化效果不足; 钼当量超过10%的稳定β型钛合金在时效热处理过程中,β相稳定性会很高且不易分解,因此亚稳β型钛合金材料的强化作用是最明显。 此外,亚稳态β型钛合金具有优异的冷成型性能,可进行冷镦,避免使用专业加热设备和气体保护介质。 生产效率和材料利用率高,成型的紧固件尺寸精度和表面质量高。 高品质。 但(α+β)钛合金紧固件只能通过热镦成型,需要特殊的加热设备和气体介质。 生产效率和材料利用率低,容易出现加热温度不均匀的情况。
铆钉用纯钛的拉伸强度在以上,剪切强度在240~; (α+β)钛合金铆钉在退火状态下使用,而β型钛合金在固溶状态下使用,两种合金的拉伸强度基本相同,为800~950 MPa,剪切强度基本相同。强度在以上。 螺栓用钛合金材料除TC4钛合金外,均为亚稳β型钛合金,且均在固溶+时效状态下使用。 除TB8、TB9和Ti-555合金材料外,抗拉强度可达1 200 MPa以上。 ,大多数β型钛合金的拉伸强度一般在1100 MPa左右,剪切强度为650~700 MPa。