聯軸器發展對鈦合金材料的需求

發布時間：2020-02-12

由于膜片及撓性筒的材料為鈦合金，因此隨著艦船對膜片、筒形聯軸器的需求增大，對鈦合金材料的需求也越來越大。目前存在問題有以下幾方面：(1)膜片材料(TC4)的強度，鍛件生產過程中需要對其進行固溶相寸效處理，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，目前可達到φ900mm，而鍛件厚度只有50mm左右，因此在進行熱處理過程中很容易引起鍛件變形較大，造成鍛件報廢。
　　(2)作為膜片鍛件，設計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，在熱處理時或熱處理后通過機械手段來強行控制鍛件變形，這樣使得鍛件本身有很大的內應力存在，結果在加工中出現應力釋放現象，造成鍛件變形很大，導致鍛件在加工中報廢。
　　(3)為了提高膜片的疲勞壽命，用于加工膜片的TC4鍛件對高、低倍組織的等級要求非常高，因此國內很多鈦合金生產廠家都無法滿足此項要求。例如，我所曾經在某有色金屬加工廠采購過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廢。
　　(4)由于鈦合金價格本身就較貴，而且膜片鍛件對鈦合金要求較高，需要通過很多工序才能達到要求，再加上膜片鍛件在鍛造和熱處理過程中廢品率居高不下，導致用于加工膜片的鈦合金價格非常高，在一段時間內價格較高曾達到1500元左右/kg，目前價格也在1000元左右/kg，這樣直接導致了膜片聯軸器的成本提高，對膜片聯軸器的推廣起到了制約作用。
　　(5)由于鈦合金膜片在加工過程中難度大，加工過程中廢品率非常高，從而也導致鈦合金膜片聯軸器的制造成本居高不下。
　　應用實例方面：(1)我國從德國引進的某型船，其用于聯接減速齒輪裝置Ⅰ大齒輪和聯動軸間的四臺級間膜片聯軸器中的關鍵件膜片就采用了鈦合金材料，該膜片直徑超過φ600膜片型線為對稱雙曲線。
　　(2)我國從烏克蘭引進的某型燃氣輪機組中用于聯接燃氣輪機與主減速器間的雙膜片聯軸器，其關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(國內近似牌號TC6)，該盤直徑超過φ700mm。
　　(3)我國從烏克蘭引進的某型燃氣輪機機組中用于聯接燃氣輪機與主減速器間的筒形聯軸器，其關鍵零件撓性筒所選用的材料也是BT3-1(國內近似牌號TC6)。
　　(4)我國自行研制的某型船，其用于聯接減速齒輪裝置Ⅰ級大齒輪和聯動軸間的級間膜片聯軸器中的關鍵件膜片就采用了TC4材料，膜片型線為對稱雙曲線。
　　(5)我國自行研制的某型氣墊船，用于軸系聯接的膜片聯軸器，其膜片選用的材料為TC4膜片型線為對稱錐形曲線。
　　雖然我國撓性聯軸器設備采用鈦合金材料的是剛剛起步，但實踐證明，鈦合金是一種經過長期考驗、理想的撓性聯軸器用材料，鈦合金密度低，比、具有的蝕能力，這些優點可提高產品整體性能。為使鈦合金材料能夠穩定及廣泛地應用于撓性聯軸器設備，還需要使用方、設計單位、材料研制及生產單位、機組制造及維修廠的通力合作，以便長期地積累鈦合金材料的使用數據和經驗。
　　隨著撓性聯軸器技術的發展、鈦合金鍛造及加工工藝的不斷完善改進以及制約我國鈦合金產業發展瓶頸的突破，我們相信鈦合金材料在撓性聯軸器設備上將會有著越來越廣泛的應用前景。