text: 小米14为何纷纷选用钛合金？
  钛合金按用途可分为：耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼、钛-钯合金等）、低温合金以及特殊功能合金（钛-铁贮氢材料、钛-镍记忆合金）等。尽管钛及其合金应用的历史不长，但由于它那超众的性能，已经获得了多个光荣称号。首先荣获的称号就是“空间金属”，它重量轻、比强度大又耐高温，特别适于制造飞机和各种航天器。目前世界上生产的钛及钛合金，大约有3/4都用于航空航天工业。许多原来用铝合金的部件，都改用了钛合金。钛合金主要用于飞机及发动机的制造材料，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、发动机罩、排气装置等零件以及飞机的大梁隔框等结构框架件。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机也都使用钛合金板材焊接件。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩和机尾罩等非承力构件。20世纪60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。20世纪70年代起，民用机开始大量使用钛合金，如波音747客机用钛量达3640公斤以上占机重28%。随着加工工艺技术的发展，在火箭、人造卫星和宇宙飞船上，也用了大量的钛合金。飞机越先进，使用的钛越多。美国F—14A战斗机使用的钛合金，约占机重的25%；F—15A战斗机为25.8%；美国第四代战斗机用钛量为41%，其F119发动机用钛量为39%，是目前用钛量最高的飞机。航空运输飞机的材料为什么非得要用钛合金？现代飞机的航行最高时速已达到音速的2.7倍以上。这么快的超音速飞行，会使飞机与空气摩擦而产生大量的热。当飞行速度达到音速的2.2倍时，铝合金就经受不住了，必须采用耐高温的钛合金。当航空发动机的推重比从4～6提高到8～10，压气机出口温度相应地从200～300℃增加到500～600℃时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金。近年来科学家们对钛合金性能的研究工作，不断取得新的进展。原来由钛、铝、钒组成的钛合金，最高工作温度为550℃～600℃，而新研制的钛化铝（TiAl）合金，最高工作温度已提高到1040℃。用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，可以减轻结构重量。飞机每减轻重10%，可节省燃料4%。对火箭来说，每减轻1kg的重量，就可增加15km的射程。当下，手机为代表的消费电子行业十分“内卷”，头部厂商均希望借钛合金提高产品的溢价能力。华为、苹果、小米、荣耀等多款手机均已导入该材料。苹果从Ultra系列手表开始标配钛合金表壳，其最新发布的iPhone15，其中Pro版本采用全新钛金属机身，成为苹果首款采用航空级钛金属的手机；华为在2022年发布的折叠屏手机MateXs2结构件中采用钛合金材料，并在Watch4Pro中使用了钛合金边框；荣耀于10月12日发布轻薄大内折旗舰手机荣耀MagicVs2，采用鲁班钛金铰链等创新材料；小米14新机中，定价最高的是14Pro钛金属版本。据悉，三星将会在GalaxyS24Ultra上采用钛合金中框，中框部分与iPhone15Pro的原色钛配色类似。总体来说，钛合金兼具高比强度和轻量化的优势成为备受推广的重要原因，其可以让消费电子产品更加轻盈，消费者体验感也会更加舒适。首先，钛合金导热系数低，仅是钢的1/4，铝的1/13，铜的1/25。因切削区散热慢，不利于热平衡，在切削加工过程中，散热和冷却效果很差，易于在切削区形成高温，加工后零件变形回弹大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快，耐用度降低。其次，钛合金的导热系数低，使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削热不易散发，加速刀具磨损。最后，钛合金化学活性高，在高温下加工易与刀具材料起反应，形成溶敷、扩散，造成粘刀、烧刀、断刀等现象。加工中心可以将多个零件同时加工，提高生产效率。提高零件的加工精度，产品一致性好。加工中心有刀具补偿功能，可以获得机床本身的加工精度。有广泛的适应性和较大的灵活性，如本零件的圆弧加工、倒角和过渡圆角，可以实现一机多能。加工中心可以进行铣削、钻孔、镗孔、攻丝等一系列加工。可以进行精确的成本计算，控制生产进度。不需要专用夹具，节约大量成本经费，缩短生产周期。大大减轻了工人的劳动强度。可以与UG等加工软件进行多轴加工。钛合金的加工特性决定刀具的几何参数与普通刀具存在着较大区别。螺旋角β选择较小的螺旋升角，排屑槽增大，排屑容易，散热快，同时也减小切削加工过程中的切削抗力。前角γ切削时刃口锋利，切削轻快，避免钛合金产生过多切削热，从而避免产生二次硬化。后角α减小刀刃的磨损速度，有利于散热，耐用度也得到很大程度的提高。钛合金机加工应选择较低的切削速度，适当大的进给量，合理的切深和精加工量，冷却要充分。切削速度vc=30～50m/min，进给量f粗加工时取较大进给量，精加工和半精加工取适中的进给量。切削深度ap=1/3d为宜，钛合金亲合力好，排屑困难，切削深度太大，会造成刀具粘刀、烧刀、断裂现象。精加工余量适中钛合金表面硬化层约0.1~0.15mm，余量太小，刀刃切削在硬化层上，刀具容易磨损，应该避免硬化层加工，但切削余量不宜过大。钛合金加工最好不用含氯的冷却液，避免产生有毒物质和引起氢脆，也能防止钛合金高温应力腐蚀开裂。选用合成水溶性乳化液，也可自配用冷却液。切削加工时冷却液要保证充足，冷却液循环速度要快，切削液流量和压力要大，加工中心都配有专用冷却喷嘴，只要注意调整就能达到预期的效果。来源：航佳技术、两机动力控制、科创板日版；【声明：本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容！】