Целият процес на прецизно коване на титанови сплави

Прецизното щанцоване на титанови сплави е ефективен процес на формоване на почти мрежова форма. Той адресира болезнените точки на трудни за машинна обработка свойства и ниска степен на използване на материалититанови сплави, намалява допуските за машинна обработка и подобрява точността на размерите и стабилността на механичните свойства на частите. В сравнение с конвенционалното коване, този процес налага по-строги изисквания за контрол на температурата, матриците, параметрите на деформация, смазване и защита. Нивото на целия процес директно определя качеството и надеждността на обслужване на изковките.

 

 

1. Предварителна обработка на суровини и заготовки

Приема се трикратно VAR (вакуумно дъгово претопяване). Упражнява се строг контрол върху степента на вакуум, скоростта на топене, химическия състав и съдържанието на кислород, за да се елиминират вътрешните дефекти. Заготовките са прецизно изрязани, шлифовани и ецвани, за да се отстранят повърхностните дефекти. Необходими са еднакви и фини оригинални зърна, за да се гарантира стабилна микроструктура на изковките.

 

2. Дизайн на матрицата и предварителна обработка

Избрана е устойчива на висока температура и износване щанцова стомана за гореща обработка. Кухината на матрицата е проектирана с ъгъл на теглене от 3 градуса до 5 градуса и радиуси на филето не по-малко от 5 mm, а повърхността на кухината е шлифована. Матрицата се загрява предварително до 250-350 градуса. Геометрията на кухината и хлабината при затваряне на матрицата се проверяват преди производството, за да се избегне залепване на матрицата, напукване от студен удар и дефекти при пълнене.

 

3. Избор на оборудване

Използват се високопрецизни хидравлични преси от 2500 t или повече, със скорост на пресоване 50-100 mm/s и отклонение на дебелината на стената на изковките По-малко или равно на 1 mm. Онлайн наблюдението на налягането, изместването и температурата е оборудвано за осъществяване на затворен цикъл на управление на параметрите на процеса и осигуряване на стабилна точност на масово произвежданите изковки.

 

 

1. Контрол на температурата на отопление

Сегментираното коване се извършва в съответствие с характеристиките на фазовата трансформация на титановите сплави: зъбчатото изковаване се извършва в областта на фазата, за да се разрушат едрите зърна; окончателното изковаване е завършено в + двуфазния регион, за да се балансират свойствата, свързани с пластичността и микроструктурата, и да се ограничи огрубяването на зърната и влошаването на якостта. Температурните колебания на заготовката се контролират в рамките на ±20 градуса, за да се предотврати прегряване или недостатъчно нагряване.

 

2. Процедури за загряване и задържане

Прилага се многостепенна схема за бавно нагряване, за да се избегне напукване на заготовката, предизвикано от термично градиентно напрежение. След достигане на температурата на коване, заготовките се държат според тяхната дебелина за еднаква температура през дебелината и омекване. Нагряването без окисляване при условия на вакуум или инертна атмосфера е прието за смекчаване на окисляването и абсорбцията на водород, така че да се предотврати наслояването на алфа корпуса от влошаване на точността на коване и устойчивостта на корозия.

 

 

1. Многоетапна стратегия за деформация на коване

Приет е тристепенен режим на формоване на „предварително формоване с лек удар - запълване на кухина с тежък удар - оразмеряване при задържане под налягане“ за уплътняване на порите и осигуряване на уплътняване и точност на размерите. Многотоплинно коване се прилага за дебелостенни компоненти със специална форма. Деформацията на топлина варира от 50% до 80%, а общата деформация надхвърля 70%. Междинното отгряване се прилага за рафиниране на зърната и облекчаване на напрежението. Конвенционалните прецизни изковки реализират формоване на форма, близка до мрежата, с допуски по-малки или равни на 0,1 mm и намалени резерви за машинна обработка.

 

2. Високотемпературно смазване и технология против залепване

Титановите сплави са склонни да се придържат към матриците при високи температури. Графитни или стъклени лубриканти на водна основа се използват за образуване на изолиращи филми върху повърхностите на заготовката и матрицата, които намаляват триенето, подобряват потока на метала, смекчават надраскването на повърхността и износването на матрицата и забавят спада на температурата на заготовката. Необходима е еднаква дебелина на покритието, за да се избегнат дефекти в размерите, причинени от натрупване на смазка.

 

3. Динамично наблюдение по време на формоване

Температурата на коване, налягането, скоростта на пресоване и изместването се наблюдават по време на целия процес. Коването трябва да бъде прекратено, когато температурата на заготовките Gr5 падне под 750 градуса, за да се предотврати напукване при ниска температура и разграждане на микроструктурата. Дефекти като недостатъчен материал, сгъване и флаш се проверяват в реално време, а параметрите се коригират динамично, за да се стабилизира качеството на масовото производство.

 

 

1. Степен контрол на охлаждането

За изковки и матрици се прилагат диференцирани режими на охлаждане: скоростта на охлаждане на матрицата не трябва да надвишава 20 градуса /ч; матриците се държат при 600 градуса за 4 часа и бавно се охлаждат до под 200 градуса преди отваряне на матрицата, така че да се предотврати термично напукване и деформация и да се удължи експлоатационният живот на матрицата. Изковките се подлагат на контролирано въздушно охлаждане със скорост на охлаждане 5-10 градуса /мин. Това избягва остатъчното напрежение от бързото охлаждане, както и огрубяването на зърната и влошаването на якостта поради прекомерно бавно охлаждане.

 

2. Прецизни процедури за термична обработка

Изковките се подлагат на вакуумно отгряване, за да се елиминира остатъчното напрежение, предизвикано от коването, да се хомогенизира и усъвършенства микроструктурата и да се оптимизират характеристиките на здравина-пластичност-твърдост. За компоненти с голямо натоварване, като части от аерокосмически дискове, се добавя разтвор и обработка за стареене, за да се подобри здравината, твърдостта и устойчивостта на умора. Оксидният котлен камък и остатъчните смазочни материали се отстраняват след топлинна обработка, за да се улесни последващата механична обработка и повърхностна обработка.

 

 

Ruihang има най-големите складове за продукти на Titanium & Titaniums в района на Baoji. Подробности за индустриални и авиационни купувачи, инженери и нужди от доставки, моля, не се колебайте да се свържете с нас по имейл:Sam.Rui@bjrh-titanium.com