Titanium Fastgørelsesmøtrikker med sekskant

Som en kernekomponent i titaniumfastgørelsessystemer, titanium sekskantmøtrikker, der udnytter metallets unikke fysiske og kemiske egenskaber, tilbyder uerstattelige fordele i barske miljøer, hvor traditionelle metalmøtrikker kæmper. De er blevet en kritisk komponent inden for områder som luftfart, skibsteknik og avancerede medicinske applikationer.

Titanium har en densitet på kun 4.51 g/cm³, hvilket er cirka 57 % af ståls densitet. Dette gør det muligt for titaniumsekskantmøtrikker at reducere udstyrets samlede vægt betydeligt, samtidig med at samlingsstyrken bevares. Deres trækstyrke kan nå 441-1470 MPa, hvilket kan sammenlignes med højstyrkestål, samtidig med at de tilbyder overlegen korrosionsbestandighed. I korrosive medier som havvand, stærke syrer og alkalier dannes en tæt oxidfilm (TiO₂) på titaniumoverfladen, hvilket effektivt forhindrer yderligere korrosion af substratet. Derudover udviser titanium fremragende højtemperaturbestandighed (stabil ydeevne ved 300-550 °C). Disse egenskaber gør titaniumsekskantmøtrikker til et foretrukket fastgørelsesmiddel i high-end produktion.

Fremstilling af titanium sekskantmøtrikker

Fremstillingen af ​​titanium sekskantmøtrikker er en systematisk proces, der integrerer materialevidenskab, præcisionsbearbejdning og kvalitetskontrol. Det kræver flere nøgleteknologier, herunder screening af råmaterialer, formning, CNC bearbejdningog varmebehandlingHvert trin kræver streng kontrol for at sikre produktets ydeevne.

Råmaterialer og forbehandling

Materialekvaliteten bestemmer direkte den endelige ydeevne af titanium sekskantmøtrikker. Valget af titanlegeringskvalitet bør bestemmes ud fra anvendelsens ydeevnekrav. Almindeligt anvendte titanlegeringskvaliteter i industrien omfatter TA2 (rent titanium), TC4 (Ti-6Al-4V) og TC11 (Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V). TC4 er den mest anvendte titanlegeringskvalitet på grund af dens kombination af høj styrke, god sejhed og forarbejdningsevne, hvilket gør den velegnet til en bred vifte af anvendelser, herunder luftfart og skibsteknik. TA2 rent titanium er, på grund af dets fremragende korrosionsbestandighed og biokompatibilitet, meget anvendt i medicinsk udstyr og den kemiske industri. TC11, med sin fremragende højtemperaturresistens, er velegnet til udstyr, der opererer under høje temperaturforhold.

Råmaterialer leveres typisk i form af titaniumstænger. Overfladen renses derefter for glødeskaller, olie og urenheder. Glødeskaller kan fjernes ved bejdsning (typisk ved hjælp af en blanding af flussyre og salpetersyre). Olie kan fjernes ved rengøring med et organisk opløsningsmiddel eller alkalisk affedtning. Endelig skæres titaniumstangen i emner af en specificeret længde i henhold til møtrikstørrelsen med en skærenøjagtighed inden for ±0.5 mm.

Danner

Formning er processen med at forme titaniumbarren til omtrent formen af ​​en sekskantet møtrik. Den er primært opdelt i to teknikker: koldpressning og varmpressning.
Koldhærdning er egnet til mindre størrelser (typisk nominel diameter ≤24 mm) og meget duktile titanlegeringer (såsom TA2 og TC4). Det giver en høj materialeudnyttelsesgrad (over 95%), og koldhærdningseffekten forbedrer møtrikkens overfladehårdhed og styrke. Titanlegeringer har dog dårlig duktilitet ved stuetemperatur. Derfor skal emnet udglødes (ved 700-800 °C i 1-2 timer) før koldsmedning for at forbedre dets duktilitet. Desuden skal formen være lavet af højstyrkekarbid (såsom WC-Co-legering) og smurt for at reducere friktion og forhindre revner i emnet og slid på formen.

Varmsmedning er egnet til større størrelser (nominel diameter > 24 mm) eller titanlegeringer med høj styrke (såsom TC11). Denne teknik involverer opvarmning af titanemnet til over omkrystallisationstemperaturen (typisk 750-950 °C, afhængigt af kvaliteten) for at øge dets duktilitet betydeligt, før man fortsætter med smedning og formning.

CNC Machining

Efter formning gennemgår halvfabrikata CNC-bearbejdning for yderligere at forbedre præcision og overfladekvalitet. Dette involverer primært indvendig gevindskæring, sekskantet overfladebehandling og endefladebearbejdning. Almindelige gevindbearbejdningsmetoder er gevindskæring og valsning. Gevindskæring er velegnet til produktion i lav volumen eller ikke-standard gevind, hvor der anvendes lav hastighed (10-20 o/min) og flere tilspændinger. Gevindvalsning er derimod velegnet til storskalaproduktion. Valsehjulet ekstruderer den rå overflade for at danne gevindet, hvilket resulterer i høj effektivitet og fremragende overfladekvalitet.

Præcisionsbearbejdning af sekskantede flader involverer typisk CNC-fræsning eller slibning for at sikre, at dimensioner som f.eks. bredden på tværs af flader og hjørner overholder standarder (f.eks. GB/T 6170-2015, “Type 1 Sekskantede Møtrikker”). Tolerancer kontrolleres generelt inden for IT8-IT10. Endebearbejdning udføres ved drejning eller slibning for at sikre parallelitet og planhed af begge møtrikflader. Parallelitetsfejlen skal være ≤0.02 mm/100 mm for at sikre ensartet kraft under samling.

Varmebehandling

Formålet med varmebehandling er at justere de mekaniske egenskaber ved sekskantede titanmøtrikker, eliminere bearbejdningsspændinger og forbedre deres pålidelighed. Almindelige processer omfatter udglødning og opløsningsældning. Udglødning er den mest anvendte varmebehandlingsteknik, primært brugt til at eliminere indre spændinger genereret under koldpressning og CNC-bearbejdning, hvilket forbedrer materialets plasticitet og sejhed. Varmebehandlingsparametrene bestemmes af titanlegeringskvaliteten: TA2 rent titanium udglødes ved 600-700 °C, holdes i 1-3 timer og luftkøles derefter; TC4 titanlegering udglødes ved 700-800 °C, holdes i 1-2 timer og ovnkøles derefter. Udglødning reducerer den indre spænding i sekskantede titanmøtrikker betydeligt og forhindrer deformation og revner under efterfølgende bearbejdning eller brug.

Til anvendelser, der kræver høj styrke, kræver titanlegeringsmøtrikker opløsningsbehandling. Med TC4 som eksempel udføres opløsningsbehandling ved 920-950 °C, holdes i 30-60 minutter, og derefter afkøles med vand for at opløse legeringselementerne fuldstændigt og danne en overmættet fast opløsning. Ældningsbehandlingen udføres derefter ved 450-550 °C, holdes i 4-8 timer og luftkøles derefter for at udfælde en fin forstærkende fase (α-fase), hvilket øger møtrikkens trækstyrke til over 900 MPa. Opløsningsbehandling reducerer dog materialets plasticitet, så der skal opretholdes en balance mellem styrke og sejhed baseret på de faktiske driftsforhold.