航空紧固件行业现状及发展趋势

5月5日，伴随着发动机轰鸣声，国产大飞机C919在上海浦东机场第四跑道冲向蓝天。远在千里之外的山东烟台，钛业人为C919的腾飞欢欣鼓舞，振奋昂扬。这辉煌的瞬间，饱含着五代航空人的艰辛努力，亦承载着无数人的心血与汗水。航空领域离不开螺纹工量具，尤其对螺纹工具有其特殊的使用要求，比如被加工材料为难加工材料、工件精度要求较高、加工中要求高的刀具切削速度，同时数控机床的大量使用需要相配套的刀具。这些使用特点要求工具企业开发独具特色的解决难加工材料的专用螺纹刀具。钛合金已成为航空产业最重要的工程材料之一，获得了越来越广泛的应用。但是，钛合金又是一种典型的难加工材料，切削性能比较差，而在钛合金材料上，用丝锥攻制内螺纹尤其困难，需要进行优化设计。

钛合金的切削加工性能特点
1.钛合金材料特点
钛及其合金同其他金属材料比较，具有3 个明显的优点：比强度高、中温性能好、耐腐蚀。在室温下，钛合金的比拉伸强度为高强度结构钢的1.26倍、高强度铝合金的1.38倍。在400~550℃温度范围内，钛合金的比持久强度、比蠕变强度和比疲惫强度都优于耐热不锈钢。钛合金从金属组织上可分为α相钛合金、β相钛合金和（α+β）相钛合金。硬度及强度按α相、（α+β）相、β相的次序增加，而切削加工性按这个次序下降。
2.钛合金切削加工特点
钛合金的硬度大于350HBS或300HBS都难进行切削加工，但困难的原因不在于硬度方面，而在于钛合金本身的力学、化学、物理性能间的综合，切削加工特点表现为：变形系数小；切削温度高；主切削力小而背向力大；切屑呈挤裂状，加工表面易天生硬脆变质层；粘刀现象严重。
3.钛合金内螺纹攻丝特点
由于钛合金的诸多特性，在钛合金材料上进行内螺纹攻丝，是钛合金切削加工中最困难的工序，尤其对于小孔螺纹的加工更加困难，而且离不开丝锥攻制。主要表现为攻螺纹总扭矩大，约为45 钢攻螺纹扭矩的2倍；丝锥刀齿过快磨损、崩刃，甚至被“咬死”而折断。其主要原因是钛合金弹性模量太小，已加工的螺纹表面会产生很大回弹，给丝锥刀齿的侧后面及齿顶后面很大的法向力，从而造成很大的摩擦扭矩；加之切削温度高、切屑有粘刀现象不易排除、切削液不易到达切削区等；加工表面轻易产生应力集中，并形成硬脆层，被加工螺纹表面质量较差。

钛合金紧固件虽小，但其意义重大。中航工业301所专家讲解了航空紧固件行业现状及发展趋势，表示未来航空领域对钛合金、高温合金等高端紧固件产品需求广阔。近年来，随着航空航天事业的发展，对以钛合金紧固件为代表的基础零部件的性能、质量及配套服务等提出了更高的要求。同时也为钛行业带来了广泛的市场机遇。中国航天科技集团公司宇航部领导也表示，近年来航天事业飞速发展，型号对基础零部件产品性能的要求也随之提高，从最初的解决型号配套有无到配套产品长寿命、高可靠、轻量化、标准化，希望未来在新品研发、产品交付、质量保障等方面再上台阶。