TC4 ELI全称Ti-6Al-4V ELI (Grade 23),是一种低间隙版的TC4合金,具有更高的韧性和延展性。主要由6%的铝和4%的钒组成,并严格控制杂质含量,特别适用于医疗和航空航天领域。

TC4 ELI是TC4钛合金的改进型,具有更高的纯度和一系列优异的性能。以下是对TC4 ELI的详细介绍:
定义与成分:
TC4 ELI,全称为Ti-6Al-4V ELI,是TC4钛合金的更高纯度形式。
它在TC4合金的基础上降低了间隙元素(如C、O、N)和杂质元素Fe的含量。
性能特点:
高强度:具有优异的抗拉强度和屈服强度,适用于需要承受高应力的场合。
轻质:密度低,仅为钢的60%左右,有利于减轻重量。
良好的耐腐蚀性:能在多种恶劣环境中保持稳定,不易被腐蚀。
优异的生物相容性:由于其生物相容性良好,被广泛应用于医疗领域,如人工关节、接骨板等医疗器械。
低弹性模量:具有较低的弹性模量,使得其在某些特定应用中具有优势。
良好的韧性和塑性:在室温下具有较大的塑性,易于成形和加工。
应用领域:
航空航天:由于其高强度和轻质特性,被广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造。
医疗器械:是医用外科植入物的理想材料,主要用于颅骨修复、接骨等方面。
其他领域:还可用于需要高强度、轻质、良好耐腐蚀性和高韧性的各种场合,如详细的外科手术器械、矫形销和螺钉、外科植入物、正畸矫治器、骨固定装置以及低温容器等。

与TC4的区别:
TC4 ELI是TC4的改进型,主要区别在于Al含量的不同以及间隙元素Fe、N、H、O含量的降低。
这些改进使得TC4 ELI在性能上更加优异,特别是在生物相容性和耐腐蚀性方面。
综上所述,TC4 ELI是一种具有高强度、轻质、良好耐腐蚀性和优异生物相容性的高性能钛合金,被广泛应用于航空航天、医疗器械等多个领域。
——[典型应用]——
①医疗器械:特别适合制作人体植入物,如关节置换和骨钉。②航空航天:用于高要求的航空结构部件和航天器组件。③高性能工程:用于制作需要高可靠性和抗疲劳性能的精密仪器。
——[加工难点]——
①切削温度高:与TC4类似,TC4 ELI在加工时会产生高温,可能导致刀具快速磨损。②加工硬化:材料在加工过程中容易硬化,增加了切削难度。
——[刀具选择]——
①选择涂层碳化钨刀具或陶瓷刀具,以应对高温环境。②使用涂层刀具如TiAlN,以提高刀具寿命和切削效率。
——[切削要点]——
①使用低切削速度:建议切削速度不超过60米/分钟,以减少热量产生。②高进给率:适当提高进给率至0.2 mm/齿,以改善切削效率。③充分冷却:使用高压冷却系统,优化切削温度并延长刀具寿命。④避免断续切削:尽量采用连续切削,减少刀具负载变化和破损风险。
——[实践案例]——
在加工TC4 ELI 时,选择了TiAlN涂层碳化钨刀具,设定切削速度为55米/分钟,进给率调整至0.2 mm/齿,并使用高压冷却系统,成功完成了高质量骨钉制造。