Zliatiny titánuponúkajú vynikajúce výhody, ako je nízka hustota, vysoká pevnosť, vynikajúca odolnosť proti korózii a vynikajúce celkové mechanické vlastnosti, vďaka čomu sú nepostrádateľnými základnými konštrukčnými materiálmi v oblasti leteckých zariadení, lekárskych prístrojov a špičkových{0}}zariadení na chemické spracovanie. Zápustkové kovanie ako hlavný proces tvarovania komponentov z titánovej zliatiny priamo určuje mikroštruktúru, mechanické vlastnosti, rozmerovú presnosť a-prevádzkovú spoľahlivosť výkovkov.
Zliatiny titánu majú úzky rozsah plasticity, vysokú odolnosť voči deformácii, sú náchylné na oxidáciu pri vysokých teplotách a vykazujú zlú tekutosť, vďaka čomu sú extrémne citlivé na parametre procesu počas celého procesu zápustkového kovania. Aby sa neustále zlepšovala kvalita hotových výkovkov z titánovej zliatiny, tento dokument systematicky skúma sedem základných procesných fáz zápustkového kovania. Vykonáva-hĺbkovú analýzu zahŕňajúcu prípravu predvalkov, režimy ohrevu, procesy mazania, parametre kovania, následné-spracovanie a čistenie, návrh zápustiek a kontrolu kovania v dvojfázovej oblasti, čím poskytuje komplexnú technickú referenciu pre priemyselnú výrobu presných zápustkových výkovkov z titánovej zliatiny.
I. Proces prípravy polotovaru pred zápustkovým kovaním
Vysoko{0}}kvalitné polotovary sú základom zabezpečenia kvality-kovaných dielov. Povrchy surovín zo zliatiny titánu sú náchylné na chyby, ako sú vodný kameň, škrabance, inklúzie a praskliny. Ak sa tieto materiály privádzajú priamo do pece na kovanie, je veľmi pravdepodobné, že sa tieto defekty rozšíria do vnútorného poškodenia a povrchových defektov počas procesu tvárnenia. Preto všetky predvalky-kovania musia prejsť štandardizovaným presným obrábaním. Tyčový materiál je rovnomerne tvarovaný pomocou sústruženia a bezhrotového brúsenia, aby sa zabezpečilo, že povrch predvalkov je rovný a hladký, bez jamiek, zvyškov oxidov a nečistôt z obrábania. Rezanie za studena pásovou pílou je preferovaný spôsob rezania polotovarov; rezanie kyslíkom-je zakázané. Tým sa účinne predchádza problémom, ako sú oblasti ovplyvnené teplom{10}}, povrchová oxidácia a hrubozrnná štruktúra spôsobená rezaním kyslíkom{11}}, čím sa zaisťuje jednotnosť a integrita štruktúry matrice polotovaru a vytvára sa základ pre stabilné následné kovanie.
II. Riadenie procesu vysokoteplotného ohrevu-
Počas procesu zahrievania pri vysokej teplote- sú zliatiny titánu veľmi náchylné na absorpciu vodíka a kyslíka, čo môže spôsobiť krehnutie materiálu a degradáciu mikroštruktúr. Preto je proces ohrevu kritickým krokom pri kontrole kvality zápustkového kovania. Pred ohrevom je potrebné zo dna pece dôkladne odstrániť vodný kameň, trosku a všetky druhy nečistôt, aby bola komora pece čistá a bez zdrojov kontaminácie. Zahrievanie v oxidačnej atmosfére počas výroby účinne potláča saturáciu vodíka v zliatinách titánu, znižuje kontamináciu plynnými prvkami a minimalizuje defekty oxidácie pri vysokých-teplotách. Teploty ohrevu a doby výdrže musia byť počas výroby prísne kontrolované, aby sa predišlo abnormálnemu rastu zŕn spôsobenému nadmerne vysokými teplotami alebo predĺženou dobou výdrže, čím sa zabráni poklesu húževnatosti a únavových vlastností výkovku. Súčasne sa musí dodržiavať protokol predohrevu formy, pričom teplota predhrievania sa reguluje v rozsahu 250 až 350 stupňov Celzia a udržiava sa najmenej 12 hodín. Adekvátne predhriatie výrazne znižuje teplotný rozdiel medzi predvalkom a zápustkou, čím sa znižuje povrchové tepelné napätie a riziko praskania vo výkovku a zlepšuje sa stabilita tvárnenia.
III. Technológia mazania kovania
Vzhľadom na nízku plasticitu a tokové vlastnosti zliatin titánu pri vysokých{0}}teplotách a ich silnú tendenciu priľnúť k zápustkám, je veľmi pravdepodobné, že sa počas procesu kovania v zápustke vyskytnú chyby, ako je lepenie v zápustke, ryhovanie a odlupovanie. preto sú nevyhnutné špeciálne techniky mazania. Správne mazanie môže výrazne zlepšiť vlastnosti toku kovu, znížiť odpor tvárnenia, zabrániť priamej adhézii medzi výkovkom a zápustkou a účinne zvýšiť kvalitu povrchu a rozmerovú presnosť kovaných dielov. Priemyselný-štandardný, dobre{4}}zavedený mazací systém využíva predovšetkým grafit ako médium, pričom využíva vodné roztoky koloidného grafitu, zmesi grafitu na báze oleja-alebo grafitové povlaky na báze vody-. Tieto sú rovnomerne nastriekané, aby pokryli povrch dutiny zápustky, čím sa vytvorí stabilná mazacia vrstva odolná voči -vysokým teplotám-, ktorá spĺňa požiadavky na operácie zápustkového kovania pri vysokých{10}}teplotách pre zliatiny titánu.
IV. Kontrola parametrov kovania jadra
Deformácia, teplota deformácie a rovnomernosť deformácie sú tri základné parametre pri zápustkovom kovaní zliatin titánu. Pre konvenčné zápustkové kovanie titánových zliatin musí byť efektívna deformácia dôsledne udržiavaná v rozsahu 40 až 80 percent. Počas konečnej fázy kovania je nevyhnutné zabezpečiť dostatočnú deformáciu celého predvalku, rovnomerný tok kovu a konzistentné rozloženie teploty. Nízko{5}}tepelné, pod-deformované tvarovanie je prísne zakázané, aby sa predišlo vzniku šmykových trhlín a ohybových defektov na povrchu a vo vnútri výkovku. V prípade dvojfázových komponentov titánovej zliatiny sa tepelným spracovaním nedá dosiahnuť zjemnenie zrna; mikroštrukturálne zdokonalenie a zvýšenie výkonu sa spoliehajú výlučne na plastickú deformáciu. Preto je nevyhnutné zabezpečiť dostatočnú deformáciu ako na operáciu kovania, tak aj celkovo. Prostredníctvom výraznej plastickej deformácie sa hrubé mikroštruktúry rozbijú, aby sa získali rovnomerné jemné matricové zrná, čím sa zabezpečí vyvážený súlad medzi pevnosťou a húževnatosťou výkovku.
V. Post-Proces čistenia povrchu kovania
Po vysokoteplotnom kovaní zliatin titánu sa na povrchu rýchlo vytvorí hustá, krehká vrstva oxidu. Táto vrstva oxidu je veľmi tvrdá a krehká. Ak sa nevyčistí rýchlo, tvrdá oxidová vrstva bude vyvíjať tlak na základný kov počas nasledujúceho kovania, čo spôsobí praskanie povrchu, odlupovanie a šírenie inklúzií, čo vážne ovplyvňuje kvalitu hotového výrobku. Preto sa po každom prechode kovania musí vykonať špeciálny proces čistenia povrchu. Proces pieskovania by sa mal uprednostňovať, aby sa dôkladne odstránili povrchové šupiny, kontaminačné vrstvy a defektné vrstvy, čím sa zabezpečí, že tvarovacie rozhranie pre ďalší prechod je čisté a mikroštruktúra je kontinuálna, čím sa dosiahne stabilná a kontrolovateľná kvalita počas viacerých prechodov kovania.
VI. Kľúčové úvahy pri navrhovaní špeciálnych kovacích zápustiek
Konštrukčná logika zápustkových-kovacích zápustiek z titánovej zliatiny sa výrazne líši od tradičných oceľových kovacích zápustiek a vyžaduje si špecializovanú optimalizáciu prispôsobenú deformačným charakteristikám titánových zliatin.
Po prvé, existuje rozdiel v rýchlosti zmrštenia: rýchlosť zmrštenia výkovkov z titánovej zliatiny je oveľa nižšia ako rýchlosť zmrštenia ocele. Pomer zmrštenia medzi titánom a oceľou je konzistentne 1:1,87, takže rozmerová kompenzácia matrice sa musí vypočítať oddelene; parametre používané pre oceľové výkovky tu nemožno použiť.
Druhým je konštrukcia pevnosti matrice. V podmienkach ekvivalentnej hĺbky dutiny formy a štrukturálnej zložitosti vykazujú zliatiny titánu väčšiu odolnosť voči tvarovaniu. Celková hrúbka zápustky sa musí zväčšiť o 50 percent v porovnaní s oceľovými kovacími zápustkami, aby sa zvýšila celková tuhosť zápustky a jej odolnosť proti deformácii.
Po tretie, konštrukčné detaily musia byť optimalizované: polomer zaoblenia dutiny formy by mal byť mierne zvýšený, aby sa znížil odpor toku kovu a koncentrácia napätia; súčasne by sa mala zlepšiť celková povrchová úprava dutiny zápustky, aby sa minimalizovali ryhy a ryhy po kovaní, čím sa zlepší povrchová úprava výkovku a zabezpečí sa stabilita tvárnenia.
Záver
Zápustkové kovanie z titánovej zliatiny je vysoko{0}}presný, viacnásobne{1}}prepojený a vysoko vzájomne prepojený systém procesov, v ktorom príprava predvalkov, režimy ohrevu, mazacie systémy, parametre kovania, čistenie povrchu, návrh zápustky a mikroštrukturálna kontrola v oblasti dvoch-fáz priamo určujú kvalitu finálneho komponentu. Prostredníctvom štandardizovaného a prepracovaného riadenia procesu v rámci celého výrobného procesu sa možno účinne vyhnúť bežným chybám, ako je oxidácia, praskanie, lepenie v matrici a nehomogenita mikroštruktúr, čím sa zabezpečí stabilná výroba-výkonných a vysoko konzistentných presných výkovkov z titánovej zliatiny. To poskytuje solídny procesný základ pre-výrobu špičkového{7}}leteckého vybavenia a rôznych presných titánových komponentov vo veľkom meradle.
E-e-mail:garychen3215@hotmail.com
Adresa: No.35, Baoti Rd, mesto Baoji, provincia Shaanxi, Čína
Kontakt: pán Gary Chen
Telefón: +86-917-8883215
Mobil/WhatsApp: +86 13092900605
