Precizno kovanje titanijumskih legura u celom procesu

Precizno kovanje titanijumskih legura je efikasan proces formiranja gotovog oblika. Rješava bolne tačke svojstava koja se teško obrađuju i nisku upotrebu materijalalegura titanijuma, smanjuje dodatke za obradu i poboljšava točnost dimenzija i stabilnost mehaničkih svojstava dijelova. U poređenju sa konvencionalnim kovanjem, ovaj proces nameće strože zahteve za kontrolu temperature, kalupa, parametara deformacije, podmazivanja i zaštite. Nivo procesa punog procesa direktno određuje kvalitetu i pouzdanost servisiranja otkovaka.

 

 

1. Sirovine i predtretman gredica

Usvojeni su trostruki VAR (vakuumsko lučno pretapanje). Vrši se stroga kontrola stepena vakuuma, brzine topljenja, hemijskog sastava i sadržaja kiseonika kako bi se eliminisali unutrašnji defekti. Gredice su precizno rezane, mljevene i kisele radi uklanjanja površinskih nedostataka. Ujednačena i fina originalna zrna su potrebna da garantuju stabilnu mikrostrukturu otkovaka.

 

2. Dizajn kalupa i predtretman

Odabran je čelik otporan na visoke temperature i habanje. Šupljina matrice je projektovana sa uglom promaja od 3 stepena - 5 stepeni i radijusom uglačanja ne manjim od 5 mm, a površina šupljine je završno brušena. Matrice su prethodno zagrejane na 250-350 stepeni. Geometrija šupljine i zazor za zatvaranje matrice se provjeravaju prije proizvodnje kako bi se izbjeglo lijepljenje matrice, pucanje od hladnog udara i defekti punjenja.

 

3. Izbor opreme

Koriste se hidraulične prese visoke preciznosti od 2500 t ili više, sa brzinom presovanja od 50-100 mm/s i odstupanjem debljine zida otkovaka manjim ili jednakim 1 mm. Online praćenje pritiska, pomaka i temperature je opremljeno za realizaciju zatvorene petlje kontrole parametara procesa i osigurava stabilnu tačnost masovno proizvedenih otkovaka.

 

 

1. Kontrola temperature grijanja

Segmentirano kovanje se izvodi u skladu sa karakteristikama fazne transformacije titanijumskih legura: zupčanje se vrši u ‑faznom području da bi se razbila krupna zrna; Završno kovanje je završeno u + dvofaznom regionu kako bi se uravnotežila svojstva plastičnosti i mikrostrukture i sprečilo grublje zrna i pogoršanje žilavosti. Fluktuacija temperature gredice se kontroliše unutar ±20 stepeni kako bi se sprečilo pregrijavanje ili nedovoljno zagrevanje.

 

2. Procedure zagrijavanja i držanja

Primijenjena je višestepena shema sporog zagrijavanja kako bi se izbjeglo pucanje gredice izazvano naprezanjem termičkog gradijenta. Nakon postizanja temperature kovanja, gredice se drže prema njihovoj debljini za ujednačenu temperaturu po debljini i omekšavanje. Zagrijavanje bez oksidacije u uslovima vakuuma ili inertne atmosfere je usvojeno kako bi se ublažila oksidacija i apsorpcija vodonika, kako bi se spriječilo da slojevi alfa kućišta naruše preciznost kovanja i otpornost na koroziju.

 

 

1. Višestepena strategija deformacije kovanja

Usvojen je način oblikovanja u tri koraka "preformiranje laganim puhanjem - punjenje šupljine teškim puhanjem - veličina za držanje pritiska" kako bi se stisnule pore i osigurala gustoća i tačnost dimenzija. Višestruko kovanje se primenjuje za komponente sa debelim zidovima specijalnog oblika. Deformacija po toplini kreće se od 50 % do 80 %, a ukupna deformacija prelazi 70 %. Intermedijarno žarenje se provodi radi rafiniranja zrna i ublažavanja stresa. Konvencionalni precizni otkovci ostvaruju oblikovanje gotovo mrežnog oblika sa tolerancijama manjim ili jednakim 0,1 mm i smanjenim dodacima za obradu.

 

2. Tehnologija podmazivanja pri visokim temperaturama i protiv sljepljivanja

Legure titana imaju tendenciju da se lijepe za kalupe na visokim temperaturama. Grafitna ili staklena maziva na bazi vode koriste se za formiranje izolacijskih filmova na površinama gredice i kalupa, koji smanjuju trenje, poboljšavaju protok metala, ublažavaju površinsko habanje i habanje matrice i usporavaju pad temperature gredice. Ujednačena debljina premaza je potrebna kako bi se izbjegle defekti u dimenzijama uzrokovani nakupljanjem maziva.

 

3. Dinamičko praćenje tokom oblikovanja

Temperatura kovanja, pritisak, brzina presovanja i pomak se prate tokom celog procesa. Kovanje se prekida kada temperatura gredica Gr5 padne ispod 750 stepeni kako bi se sprečilo pucanje pri niskoj temperaturi i degradacija mikrostrukture. Defekti kao što su nedovoljan materijal, savijanje i bljesak se provjeravaju u realnom vremenu, a parametri se dinamički prilagođavaju kako bi se stabilizirao kvalitet masovne proizvodnje.

 

 

1. Stupanj kontrole hlađenja

Diferencirani režimi hlađenja se primenjuju na otkovke i kalupe: brzina hlađenja matrice ne sme da prelazi 20 stepeni/h; matrice se drže na 600 stepeni 4 h i polako se hlade na ispod 200 stepeni pre otvaranja matrice, kako bi se sprečilo termičko pucanje i deformacija i produžio radni vek matrice. Otkovci se podvrgavaju kontrolisanom hlađenju vazduhom pri brzini hlađenja od 5-10 stepeni/min. Time se izbjegava zaostalo naprezanje od brzog hlađenja, kao i grubo zrno i degradacija čvrstoće uslijed pretjerano sporog hlađenja.

 

2. Precizni postupci termičke obrade

Otkovci se podvrgavaju vakuumskom žarenju kako bi se eliminisala zaostala naprezanja izazvana kovanjem, homogenizirala i rafinirala mikrostruktura i optimizirala performanse čvrstoće, plastičnosti i žilavosti. Za komponente sa visokim opterećenjem, kao što su dijelovi diskova u svemiru, dodaje se rješenje i tretman starenjem kako bi se poboljšala snaga, tvrdoća i performanse zamora. Oksidni kamenac i zaostala maziva uklanjaju se nakon termičke obrade kako bi se olakšala naknadna strojna i površinska obrada.

 

 

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