Cjelokupni proces preciznog kovanja legura titana

Precizno kovanje legura titana učinkovit je postupak oblikovanja gotovo neto oblika. On se bavi bolnim točkama svojstava koje je teško strojno obraditi i niske iskoristivosti materijalalegure titana, smanjuje dopuštenja za strojnu obradu i poboljšava točnost dimenzija i stabilnost mehaničkih svojstava dijelova. U usporedbi s konvencionalnim kovanjem, ovaj proces nameće strože zahtjeve kontrole temperature, matrica, parametara deformacije, podmazivanja i zaštite. Razina procesa punog procesa izravno određuje kvalitetu i pouzdanost usluge otkivaka.

 

 

1. Sirovine i prethodna obrada gredica

Usvojen je trostruki VAR (Vacuum Arc Remelting). Vrši se stroga kontrola nad stupnjem vakuuma, brzinom taljenja, kemijskim sastavom i sadržajem kisika kako bi se uklonili unutarnji nedostaci. Gredice se precizno pile, bruse i dekapiraju kako bi se uklonile površinske greške. Jednaka i fina izvorna zrna su potrebna kako bi se zajamčila stabilna mikrostruktura otkivaka.

 

2. Dizajn matrice i predobrada

Odabran je čelik za kalupe za vruću obradu otporan na visoke temperature i habanje. Šupljina matrice dizajnirana je s kutom gaza od 3 stupnja – 5 stupnjeva i polumjerom ugla ne manjim od 5 mm, a površina šupljine je fino brušena. Matrice su prethodno zagrijane na 250-350 stupnjeva. Geometrija šupljine i zazor zatvaranja matrice provjeravaju se prije proizvodnje kako bi se izbjeglo lijepljenje matrice, pucanje uslijed hladnog udara i nedostaci punjenja.

 

3. Odabir opreme

Uvedene su hidraulične preše visoke preciznosti od 2500 t ili više, s brzinom prešanja od 50-100 mm/s i odstupanjem debljine stjenke otkovaka manjim ili jednakim 1 mm. Mrežno praćenje tlaka, pomaka i temperature opremljeno je za realizaciju zatvorene kontrole procesnih parametara i osiguranje stabilne točnosti masovno proizvedenih otkivaka.

 

 

1. Kontrola temperature grijanja

Segmentirano kovanje izvodi se u skladu s karakteristikama fazne transformacije titanovih legura: zupčanje se provodi u faznom području kako bi se razbila gruba zrna; završno kovanje dovršeno je u + dvofaznom području kako bi se uravnotežila plastičnost i svojstva povezana s mikrostrukturom te spriječilo grubljenje zrna i propadanje žilavosti. Fluktuacije temperature gredica kontroliraju se unutar ±20 stupnjeva kako bi se spriječilo pregrijavanje ili nedovoljno zagrijavanje.

 

2. Postupci zagrijavanja i držanja

Primjenjuje se višestupanjska shema sporog zagrijavanja kako bi se izbjeglo pucanje trupaca izazvano naprezanjem toplinskog gradijenta. Nakon postizanja temperature kovanja, gredice se drže prema njihovoj debljini radi ravnomjerne temperature kroz debljinu i omekšavanja. Zagrijavanje bez oksidacije u uvjetima vakuuma ili inertne atmosfere usvojeno je za ublažavanje oksidacije i apsorpcije vodika, kako bi se spriječilo da slojevi alfa kućišta umanje točnost kovanja i otpornost na koroziju.

 

 

1. Strategija deformacije kovanja u više faza

Način oblikovanja u tri koraka "predoblikovanje laganim puhanjem - punjenje šupljina jakim puhanjem - dimenzioniranje uz zadržavanje pritiska" usvojen je za zbijanje pora i osiguranje zgušnjavanja i točnosti dimenzija. Višestruko toplinsko kovanje primjenjuje se za komponente debelih stijenki posebnog oblika. Deformacija po toplini kreće se od 50 % do 80 %, a ukupna deformacija prelazi 70 %. Srednje žarenje se provodi kako bi se zrna pročistila i smanjio stres. Konvencionalna precizna otkovka ostvaruju oblikovanje gotovo neto oblika s tolerancijama manjim ili jednakim 0,1 mm i smanjenim dodacima za strojnu obradu.

 

2. Tehnologija podmazivanja na visokim temperaturama i protiv lijepljenja

Legure titana imaju tendenciju lijepljenja za kalupe na visokim temperaturama. Grafitna ili staklena maziva na bazi vode koriste se za stvaranje izolacijskih filmova na površinama trupaca i kalupa, koji smanjuju trenje, poboljšavaju protok metala, ublažavaju habanje površine i trošenje kalupa te usporavaju pad temperature trupaca. Jednaka debljina premaza je potrebna kako bi se izbjegle greške u dimenzijama uzrokovane nakupljanjem maziva.

 

3. Dinamički nadzor tijekom oblikovanja

Temperatura kovanja, tlak, brzina prešanja i pomak prate se tijekom cijelog procesa. Kovanje će se prekinuti kada temperatura gredica Gr5 padne ispod 750 stupnjeva kako bi se spriječilo pucanje na niskim temperaturama i degradacija mikrostrukture. Nedostaci kao što su nedovoljno materijala, presavijanje i bljesak pregledavaju se u stvarnom vremenu, a parametri se dinamički prilagođavaju kako bi se stabilizirala kvaliteta masovne proizvodnje.

 

 

1. Stupnjevita kontrola hlađenja

Za otkivke i matrice primjenjuju se različiti režimi hlađenja: brzina hlađenja matrice ne smije biti veća od 20 stupnjeva / h; matrice se drže na 600 stupnjeva 4 h i polako se hlade na ispod 200 stupnjeva prije otvaranja matrice, kako bi se spriječilo toplinsko pucanje i deformacija i produžio vijek trajanja matrice. Otkovci prolaze kroz kontrolirano hlađenje zrakom pri brzini hlađenja od 5-10 stupnjeva / min. Time se izbjegava zaostalo naprezanje od brzog hlađenja, kao i grublje zrna i degradacija čvrstoće zbog pretjerano sporog hlađenja.

 

2. Precizni postupci toplinske obrade

Otkovci se podvrgavaju vakuumskom žarenju kako bi se eliminirao zaostali napon izazvan kovanjem, homogenizirala i pročistila mikrostruktura te optimizirala izvedba čvrstoća-plastičnost-žilavost. Za visokoopterećene komponente kao što su zrakoplovni diskovi, dodana je otopina i tretman starenja kako bi se poboljšala čvrstoća, tvrdoća i učinak zamora. Oksidni kamenac i ostaci maziva uklanjaju se nakon toplinske obrade kako bi se olakšala naknadna strojna obrada i površinska obrada.

 

 

Ruihang ima najveća skladišta Titanium & Titaniums proizvoda u području Baoji. Pojedinosti za industrijske i zrakoplovne kupce, inženjere i potrebe nabave, slobodno nas kontaktirajte putem e-pošte:Sam.Rui@bjrh-titanium.com