钛合金助力F-22、F-35等新一代航空器腾飞

钛合金助力F-22、F-35等新一代航空器腾飞

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新华网

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来源

1.

https://app.xinhuanet.com/news/article.html?articleId=dcd3bffff281343346d1ac7c10dd1598

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https://user.guancha.cn/main/content?id=1330072

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https://www.yongyiti.com/zixun/522.html

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https://www.bg-zr.com/company-news/247.html

钛合金以其卓越的性能在新一代航空器中扮演着至关重要的角色。F-22、F-35等五代战斗机大量采用钛合金，显著提升了飞机的性能和可靠性。此外，C-17运输机、波音787和空客A350等机型也广泛应用钛合金，不仅减轻了重量，还增强了耐用性和安全性。这些应用展示了钛合金在现代航空领域的巨大潜力和价值。

美国第四代战斗机F-22的钛合金使用量占飞机结构重量的38.8%，F-35“闪电II”隐身战斗机钛结构重量约占飞机结构重量的25%。这些钛合金主要用于制造发动机部件、机身主结构件等关键部位，充分发挥了其高强度、轻量化和耐腐蚀的特性。

然而，钛合金在航空器中的大规模应用也带来了诸多技术挑战。首先，复杂结构和大尺寸钛合金零部件的制造问题日益突出。例如，飞机发动机部件和机身主结构件等尺寸庞大的零件，必须开发更大型的数控机床才能满足加工需求。

其次，钛合金的切削加工性较差，刀具磨损严重。为解决这一问题，MAGIAS公司、Creare公司以及洛马公司等通过联合攻关开发出一种创新型低温钛合金加工主轴中心冷却和刀具中心冷却系统。该系统使用液态氮（-321°F）冷却，可显著提高切削速度，延长刀具寿命，提高金属去除量。在F-35的制造过程中，洛马公司认为钛合金加工是其中重要的成本影响因素。这一技术突破为降低钛合金加工成本、提高生产效率提供了新的途径。

在大型钛合金加工设备方面，瑞士斯达拉格海科特公司的BTP5000卧式数控铣床是典型代表。该设备X轴行程可达6000mm，Y轴行程2000mm，Z轴行程1200mm，能够完成从粗加工到精加工的全过程。此外，该公司推出的由多台STC1250五轴卧式加工中心组成的柔性制造系统，可根据生产需求智能安排任务，适应不同零件的生产需求。

在焊接工艺方面，先进的激光焊接和搅拌摩擦焊技术取得了重要突破。自动化激光焊接钛合金接头的机械性能与母材非常接近，而搅拌摩擦焊工艺能够较好地保持母材微观结构的完整性，这对于机身主要结构件至关重要。

随着钛合金加工、成形、以及焊接等制造技术的快速发展，钛合金在航空航天领域的应用范围将进一步扩大。同时，降低成本、提高效率的技术创新将持续推动航空工业的发展。可以预见，钛合金将在未来航空器中发挥更加重要的作用，助力航空器向更高性能、更轻量化、更经济的方向发展。