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進(jìn)入21世紀(jì)，航空航天展現(xiàn)出更加廣闊的發(fā)展前景，高水平或超高水平的航空航天活動(dòng)更加頻繁，其作用將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域本身，對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)、軍事以至人類(lèi)社會(huì)生活都會(huì)產(chǎn)生更廣泛和更深遠(yuǎn)的影響。

應(yīng)該指出，航空航天事業(yè)所取得的巨大成就，與航空航天材料技術(shù)的發(fā)展和突破是分不開(kāi)的，而鈦合金因強(qiáng)度高、表面質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)在航空領(lǐng)域具有無(wú)可取代的地位。

鈦合金緊固件，一般需要進(jìn)行固溶時(shí)效熱處理，從而保證其滿(mǎn)足660MPa的抗剪強(qiáng)度以及1100MPa的抗拉強(qiáng)度性能要求，鈦合金制造的緊固件要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的檢查，除了觀察外觀是否存在損毀，還要對(duì)其進(jìn)行機(jī)械性能以及冶金的檢查鈦合金緊固件具有嚴(yán)格的材料標(biāo)準(zhǔn)以及質(zhì)量、性能標(biāo)準(zhǔn)和要求，鈦合金緊固件的加工技術(shù)條件要與AMS4967標(biāo)準(zhǔn)（絲材、退火、鍛件和環(huán)形件、可熱處理的鈦合金棒材）中提出的相關(guān)要求相符合，該標(biāo)準(zhǔn)在材料的公差、尺寸、金相、外觀、缺陷控制、以及機(jī)械性能等方面均有明確的標(biāo)準(zhǔn)要求和性能要求。

1.鈦合金緊固件加工中存在的問(wèn)題

腐蝕問(wèn)題。在進(jìn)行鈦合金緊固件的安裝時(shí)容易形成一定間隙，這樣在金屬空襲之間就會(huì)有表面涂料流入，從而導(dǎo)致了緊固件在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中容易受到服飾。后續(xù)使用過(guò)程中，連接緊密性就會(huì)受到影響。鈦合金材料的抗腐蝕性能的主要原因是其表面有一層防護(hù)性氧化膜。這層膜能夠有效保護(hù)材料內(nèi)部的鈦合金不被氧化，從而提高鈦合金材料的耐腐蝕性能。

車(chē)削加工中存在的問(wèn)題。鈦合金材料屬難加工材料，導(dǎo)熱性很差。加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱不會(huì)通過(guò)零件和機(jī)床結(jié)構(gòu)擴(kuò)散，而是集中在切削區(qū)，存在著較強(qiáng)的缺口敏感性，可能導(dǎo)致崩刃和變形；而刀刃變鈍則會(huì)產(chǎn)生甚至更高的熱量并進(jìn)一步降低刀具壽命切削過(guò)程中產(chǎn)生的高溫還會(huì)引起工件不斷硬化，這種現(xiàn)象會(huì)影響鈦的表面完整性，并可能導(dǎo)致零件的幾何精度不精確，并嚴(yán)重降低其疲勞強(qiáng)度一般來(lái)說(shuō)，在合理的機(jī)械加工條件中，車(chē)削工序并不困難，如果是對(duì)于大批量生產(chǎn)、連續(xù)切削、以及金屬去除量比較大的切削，需要采用硬質(zhì)合金刀具；而在成型切削或切斷時(shí)需要對(duì)鋼刀具進(jìn)行合理調(diào)整，必要時(shí)采用金屬陶瓷刀具。

鈦合金緊固件機(jī)械加工的精密度問(wèn)題。對(duì)于機(jī)械的精密度要求會(huì)更高。在機(jī)械生產(chǎn)的時(shí)候，由于刀具每一次生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中都是處于工作磨損狀態(tài)，而且根據(jù)程序來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)，鈦合金緊固件的密度更高，刀具在加工過(guò)程當(dāng)中很容易受到磨損，在磨損的狀態(tài)之下，刀具仍然按照程序進(jìn)行加工， 就很容易造成緊密件在加工過(guò)程當(dāng)中的精密度受到影響。如果緊固件的精密度在整個(gè)加工過(guò)程當(dāng)中精密度沒(méi)有嚴(yán)格控制在誤差范圍之內(nèi)，在使用的過(guò)程當(dāng)中不能夠把 鈦合金和其他材料緊密連接，從而對(duì)于后面的使用有一定的影響，提升鈦合金緊固件在機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的精度是生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中需要克服的一大難題。例如圖所展示的緊固件工藝產(chǎn)品就是在高精密度的生產(chǎn)車(chē)間做出來(lái)的產(chǎn)品，這種產(chǎn)品的連接性能更佳。

2.加工鈦合金緊固件的工藝訣竅

采用正角型幾何形狀的刀片，以減少切削力、切削熱和工件的變形；保持刀片刃口鋒利，鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因，容易導(dǎo)致刀具失效。

保持恒定的進(jìn)給以避免工件的硬化，在切削過(guò)程中刀具要始終處于進(jìn)給狀態(tài)，銑削時(shí)徑向吃刀量ae應(yīng)為半徑的30%。

采用高壓大流量切削液，以保證加工過(guò)程的熱穩(wěn)定性，防止因溫度過(guò)高導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞。

盡可能在鈦合金最軟的狀態(tài)加工，因?yàn)榇阌埠蟛牧献兊酶y加工，熱處理提高了材料的強(qiáng)度。

使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入，盡可能把更多的刀刃進(jìn)入切削。這可以減少每一點(diǎn)的切削力和熱量，防止局部破損。在銑削鈦合金時(shí)，各切削參數(shù)中切削速度對(duì)刀具壽命vc的影響最大，徑向吃刀量（銑削深度）ae次之。

3.航空中的應(yīng)用

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，鈦合金緊固件在飛機(jī)上被廣泛使用。

我國(guó)國(guó)產(chǎn)C919飛機(jī)每架約需鈦合金緊固件20萬(wàn)件，要完成首批100架啟動(dòng)訂單就需要2000萬(wàn)件鈦合金緊固件。

按計(jì)劃2018年年產(chǎn)150架大飛機(jī)計(jì)算的話，每年就需要3000萬(wàn)件鈦合金緊固件。鈦合金緊固件發(fā)展?jié)摿薮螅袌?chǎng)發(fā)展前景十分看好。

近年來(lái)，我國(guó)航空航天事業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)航空緊固件的需求急劇增加。

此外，我國(guó)大飛機(jī)的制造已經(jīng)取得很大的進(jìn)步，雖然距2014年首飛還有一段時(shí)間，可在2010年年底的航展會(huì)上已經(jīng)獲得了100架的啟動(dòng)訂單，要完成這些訂單對(duì)鈦合金緊固件的需求巨大，鈦合金緊固件的市場(chǎng)前景十分看好。

為保證航空航天器具的連續(xù)安全飛行，對(duì)鈦緊固件要求極高。尤其是商用飛機(jī)投入運(yùn)營(yíng)后要運(yùn)行二三十年，并每天十幾小時(shí)的連續(xù)不間斷飛行，對(duì)緊固件的要求甚至高于航天用標(biāo)準(zhǔn)，鈦合金緊固件可滿(mǎn)足上述需求。

另外，鈦合金緊固件可以大大減輕飛機(jī)的自身重量，不僅可以提高飛機(jī)性能，還能降低使用成本，Z主要的是可是降低油耗。

如此優(yōu)良的性能必然在飛機(jī)制造中被廣泛應(yīng)用，當(dāng)前困擾它發(fā)展的主要問(wèn)題就是鈦合金材料。

機(jī)械行業(yè)分析指出，我國(guó)是一個(gè)緊固件生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)量連續(xù)多年居世界首位，但我國(guó)并不是一個(gè)緊固件生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。

我國(guó)產(chǎn)的緊固件多是低端、低附加值的產(chǎn)品，航空緊固件等高端固件的市場(chǎng)份額較低，產(chǎn)品種類(lèi)、規(guī)格都十分有限，相關(guān)技術(shù)及生產(chǎn)還有待提高。

最近這幾年的鈦合金材料廣泛運(yùn)用，離不開(kāi)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，離不開(kāi)國(guó)家的宏大規(guī)劃。

隨著鈦合金加工成本的不斷下降，未來(lái)其在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。

隨著我國(guó)航空工業(yè)的迅速發(fā)展及對(duì)飛行器性能要求的不斷提高，未來(lái)高性能航空緊固件對(duì)其制造鈦合金材料提出了更高強(qiáng)度、更高斷裂韌性、更高疲勞性能要求。