0

Крепёж из титана



Титан (обозначается в таблице Менделеева литерами Ti от латинского слова Titanium) – это элемент, объединяющий в себе физические свойства алюминия и стального сплава. Высокая антикоррозионная стойкость (сопоставима с данной характеристикой платины), прочность (превышает этот показатель алюминия вдвое) и малая масса (легче стали примерно в два раза) – совокупность этих качеств обусловила тот факт, что ученые стали уделять повышенное внимание данному металлу. В результате титан получил широкое применение в промышленном производстве.

Немного истории

До середины XX столетия ситуация с использованием этого металла выглядела отнюдь не перспективной. Его обработка тогда было весьма сложной и, соответственно, дорогостоящей. Причины такие:

  • титан начинает плавиться при высокой температуре, достигающей отметки 1660°С;

  • этот металл обладает высокой вязкостью. Поэтому при механической обработке на станках, он склонен к налипанию на поверхность режущего инструмента.

Но металлургическая отрасль развивается стремительными темпами. С появлением новых технологий процесс обработки титана заметно упростился. Снизилась также его стоимость из-за увеличения объемов производства.

krepezh iz titana.jpg

Разновидности титановых сплавов, утвержденные нормами ГОСТ 19807-91

Отечественной промышленностью производится много видов титановых сплавов. Они отличаются содержанием химических элементов. Требования к этому показателю устанавливаются ГОСТом 19807-91. В таблице указаны численные значения данного параметра касательно основных компонентов каждой указанной марки металла.

Обозначение марки

Химический элемент и его массовая доля, %

С

N

H

О

Zr

Мо

V

Аl

40

0,07

 

 

 

 

0,04

 

 

0,006

0,14

 

 

 

0,25

 

0,12

0,3

----

0,5-2,5

1,5-3,5

37

0,05-0,14

0,2-1,0

1,5-2,5

----

4,3-6,3

27

0,1

2,0-3,0

----

0,7-1,5

3,0-4,2

19

0,08

0,2

1,0-2,5

----

 

----

5,0-6,5

14

0,1

0,15

 

 

0,25

0,3

1,8-3,5

0,5-2,5

3,5-5,6

5B

0,06-0,14

0,13

0,1

0,7-2,0

1,0-1,9

4,7-6,3

2B

0,07

0,12

0,2

0,1

----

----

1,0-2,0

1,5-2,5

M

 

0,1

 

 

0,15

0,25

0,12

0,3

----

 

----

3,5-5,0

AT3

0,05

0,008

0,2-0,5

0,2-0,4

----

----

2,0-3,5

ПТ-3B

 

0,04

 

 

0,006

0,25

 

0,12

0,3

----

1,2-2,5

3,5-5,0

ПT-7M

2,0-3,0

 

----

----

1,8-2,5

ПT-1M

0,07

0,12

0,2

0,1

 

0,3

----

----

0,2-0,7

BT22

 

 

 

 

 

 

0,1

 

0,05

 

 

 

 

 

0,15

0,18

0,5-1,5

 

 

0,15

4,0-5,5

4,0-5,5

4,4-5,7

BT20

 

 

0,15

 

0,25

1,5-2,5

0,5-2,0

0,8-2,5

5,5-7,0

BT14

0,3

2,5-3,8

0,9-1,9

3,5-6,3

BT9

0,2-0,35

1,0-2,0

 

2,8-3,8

 

 

 

----

 

5,8-7,0

BT8

0,3

0,2-0,4

 

0,5

BT3-1

0,2-0,7

0,15-0,4

2,0-3,0

5,5-7,0

BT6c

0,04

0,25

0,15

 

 

 

 

0,3

----

3,5-4,5

5,3-6,5

BT6

 

 

0,05

0,2

0,6

0,1

----

3,5-5,3

5,3-6,8

BT5-1

0,15

 

 

0,3

 

 

 

0,12

----

1,0

4,3-6,0

BT5

0,2

0,8

1,2

4,5-6,2

OT4

 

0,012

 

 

0,15

 

 

----

 

 

 

----

3,5-5,0

OT4-1

1,5-2,5

OT4-0

0,4-1,4

BT1-2

0,15

0,01

0,3

1,5

0,15

----

 

----

BT1-0

0,07

0,04

0,2

0,25

0,1

----

BT1-00

0,05

0,008

0,1

0,15

0,08

----

Элементы обозначены так же, как в таблице Менделеева.

Титановые сплавы для изготовления крепежа

Для выпуска крепежных элементов наиболее подходят две разновидности титансодержащего сырья. Коротко рассмотрим их.

  • Технически чистый титан (международной классификацией установлено его четыре группы: Titan grade 1 – 4) не содержит примесей. Из них самым востребованным является металл Титан Grade 2. На отечественном рынке его представляет марка BТ1-0. Этот титан технический характеризуется высокой прочностью. По данному показателю он идентичен стали, прочностные характеристики которой соответствуют требованиям класса 8.8. Если же говорить о весе, то здесь решающую роль играет плотность материалов. Поскольку ее уровень у титана в два раза ниже, чем у стали, соответственно во столько же раз его масса меньше. Titan grade 2 демонстрирует хорошую устойчивость при контакте с большинством агрессивных сред, начиная с ортофосфорной (Н3РО4) и серной (Н2SО4) кислоты, включая хлорид железа FеСl2 и хлор влажный, и заканчивая азотной кислотой (НNО3) и морской водой. Более того, даже кислота плавиковая (НF) этому металлу не страшна.
  • Титановый сплав Titanium Grade 5. Яркий представитель этой группы на отечественном рынке – сплав деформируемый марки BТ6. По сравнению с чистым титаном, коррозионная устойчивость Titanium Grade 5 ниже, но его прочностные характеристики лучше. Собственно, поэтому изготовленные из этого металла крепежные используются там, где предполагается воздействие особо высоких нагрузок. Но, конечно же, они способны выполнять свои функции в условиях контакта с агрессивной средой и при повышенных температурах. Сплав Titanium Grade 5 по прочности превосходит нержавеющую сталь АІSІ 316 (A4) в четыре раза, а его плотность в два раза меньше. Совокупность этих качеств обусловила применение данного сплава при необходимости соблюдения следующих требований:
    • небольшой вес собранной конструкции;
    • повышенная устойчивость крепежных деталей к воздействию разрушающих нагрузок, работающих на растяжение либо на срез;
    • созданный объект должен иметь повышенные прочностные характеристики. Эти требования актуальны для многих сфер промышленного производства, в число которых входят химическая отрасль, прокладка и последующая эксплуатация газо- и нефтепроводов, постройка морских судов и космических аппаратов, авиационная промышленность.

Ассортимент крепежа из титана

Титановые сплавы выступают в качестве сырья для изготовления метизов следующих видов:

  • винтов. Отличаются эти детали конфигурацией головки. Она может быть выполнена:
    • в виде невысокого цилиндра, полусферы;
    • как полупотайная конструкция или предусматривающая установку полностью под потай;
    • в форме шестигранника;
    • с различными шлицами, начиная с плоского, включая шестигранный и заканчивая крестообразным;
  • шайб. Номенклатура таких элементов на отечественном рынке очень широкая. Наибольшее распространение получили шайбы, в том числе из титановых сплавов, следующих типов:плоские, выполненные в виде круга или квадрата;
    • пружинные. В эту группу входят т.н. гроверы, а также двухвитковые круглые разрезные шайбы. Они характеризуются расположением торцов в различных плоскостях;
    • кузовные. Их отличием от обычных плоских шайб являются увеличенные размеры полей. Такое конструктивное решение обеспечивает надежный контакт с поверхностью установочного основания и, одновременно уменьшает величину удельного давления, что предотвращает его возможное деформирование;
  • болтов. В качестве основного критерия, служащего для подразделения болтов на виды, тоже выступает конфигурация шляпки. Она бывает не только с шестью гранями, но может иметь цилиндрическую и даже конусообразную форму. Кроме того, очень популярны болты, у которых головка оснащена фланцем;
  • саморезов. Производятся такие титановые метизы с полусферической, цилиндрической шляпкой, а также с головкой под потай. Особое конструктивное решение предусмотрено для крепления саморезами изделий из хрупких материалов. У них шляпка с пресс-шайбой;

samorez.jpg

  • гаек. Наиболее востребованы гайки следующих видов:
    • традиционные шестигранные;
    • с дополнительными элементами в виде ушек/лепестков. Называются «барашковыми»;
    • с внутренним пластмассовым либо полиамидным кольцом – «самоконтрящиеся»;
    • с глухим отверстием и торцевой поверхностью, выглядящей в виде полусферы – «колпачковые»;
  • шпилек. Эти крепежные детали принято подразделять на две большие категории:
    • шпильки с полной резьбой. По названию понятно, что витки резьбы накатаны по всей длине стержня;
    • шпильки с гладкой срединной частью.
  • Кроме того, на торце небольшого по размерам такого крепежного элемента может иметься шлиц. Но тогда это будет уже не шпилька, а т.н. установочный винт.

Заключение

Производят титановый крепеж из проволоки, изготовленной, преимущественно из таких сплавов, как BT1-00 и BT6. Кроме того с этой целью используются стержни, а также прутки, прошедшие процедуру отжига. Наибольшее распространение получили технологии высадки (уменьшение длины заготовки с одновременным увеличением ее толщины), экструзии и ковки. Но существует и другая методика, предусматривающая производство крепежных элементов из полуфабрикатов, которые уже прошли этап термического упрочнения. Реализуется она путем их механической обработки. Заключительные этапы данной технологии – дисперсионное твердение и старение. В результате титановый крепеж обретает заданные свойства.



 

comments powered by Disqus
Политика конфиденциальности Согласие на обработку персональных данных Внимание! Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и, ни при каких условиях, не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ