فرآیند آهنگری دقیق قالب آلیاژهای تیتانیوم

آهنگری با قالب دقیق آلیاژهای تیتانیوم یک فرآیند کارآمد شکل دهی تقریباً شبکه ای است. این به نقاط درد ناشی از خصوصیات سخت ماشین کاری و استفاده کم از مواد می پردازدآلیاژهای تیتانیوم، محدودیت های ماشینکاری را کاهش می دهد و دقت ابعادی و پایداری خصوصیات مکانیکی قطعات را بهبود می بخشد. در مقایسه با آهنگری معمولی، این فرآیند الزامات کنترل سخت تری را بر دما، قالب ها، پارامترهای تغییر شکل، روغن کاری و حفاظت اعمال می کند. سطح فرآیند کامل به طور مستقیم کیفیت و قابلیت اطمینان خدمات آهنگری را تعیین می کند.

 

 

1. مواد اولیه و پیش تصفیه بیلت

سه بار VAR (ذوب مجدد قوس خلاء) اتخاذ شده است. کنترل دقیق بر درجه خلاء، سرعت ذوب، ترکیب شیمیایی و محتوای اکسیژن برای از بین بردن عیوب داخلی اعمال می شود. بیلت ها دقیقاً با اره بریده شده، آسیاب و ترشی می شوند تا عیوب سطحی از بین بروند. دانه های اصلی یکنواخت و ریز برای تضمین ریزساختار پایدار آهنگری مورد نیاز است.

 

2. طراحی قالب و پیش تصفیه

فولاد قالب داغ مقاوم در برابر درجه حرارت بالا و مقاوم در برابر سایش انتخاب شده است. حفره قالب با زاویه کشش 3 تا 5 درجه و شعاع فیله کمتر از 5 میلی‌متر طراحی شده است و سطح حفره کاملاً آسیاب شده است. قالب ها از قبل در دمای 250-350 درجه گرم می شوند. هندسه حفره و فاصله بسته شدن قالب قبل از تولید تأیید می شود تا از چسبندگی قالب، ترک خوردگی در اثر شوک سرما و نقص پر شدن جلوگیری شود.

 

3. انتخاب تجهیزات

پرس های هیدرولیک با دقت بالا 2500 تن یا بالاتر با سرعت پرس 50 تا 100 میلی متر بر ثانیه و انحراف ضخامت دیواره آهنگری ها کمتر یا مساوی 1 میلی متر استفاده می شود. نظارت آنلاین فشار، جابجایی و دما برای تحقق کنترل حلقه بسته پارامترهای فرآیند و اطمینان از دقت پایدار آهنگری های تولید انبوه مجهز شده است.

 

 

1. کنترل دمای گرمایش

آهنگری قطعه‌ای با توجه به ویژگی‌های تبدیل فاز آلیاژهای تیتانیوم انجام می‌شود: دندان‌بندی در ناحیه فاز برای شکستن دانه‌های درشت انجام می‌شود. آهنگری نهایی در ناحیه + دو فاز تکمیل می شود تا انعطاف پذیری و خواص مربوط به ریزساختار متعادل شود و از درشت شدن دانه ها و زوال چقرمگی جلوگیری شود. نوسان دمای بیلت در 20± درجه کنترل می شود تا از گرمای بیش از حد یا گرمای ناکافی جلوگیری شود.

 

2. رویه های گرم کردن و برگزاری

یک طرح گرمایش آهسته چند مرحله ای برای جلوگیری از ترک خوردن بیلت ناشی از تنش گرادیان حرارتی اعمال می شود. پس از رسیدن به دمای آهنگری، بیلت ها را بر اساس ضخامت خود نگه می دارند تا دمای ضخامت یکنواخت و نرم شوند. گرمایش بدون اکسیداسیون تحت شرایط خلاء یا جو بی اثر برای کاهش اکسیداسیون و جذب هیدروژن به کار گرفته می شود تا از آسیب رساندن لایه های آلفا به دقت آهنگری و مقاومت در برابر خوردگی جلوگیری شود.

 

 

1. استراتژی تغییر شکل فورج چند مرحله ای

یک حالت شکل‌دهی سه مرحله‌ای «پیش‌فرم‌دهی سبک - پر کردن حفره با ضربه سنگین - اندازه نگه‌داشتن فشار» برای فشرده‌سازی منافذ و اطمینان از چگالی و دقت ابعادی اتخاذ شده است. آهنگری چند حرارتی برای اجزای جدار ضخیم با شکل خاص اعمال می شود. تغییر شکل در هر گرما از 50٪ تا 80٪ متغیر است و کل تغییر شکل بیش از 70٪ است. بازپخت میانی برای پالایش دانه ها و کاهش استرس اجرا می شود. آهنگری‌های دقیق معمولی شکل‌دهی نزدیک به شبکه را با تلورانس‌های کمتر یا مساوی 0.1 میلی‌متر و محدودیت‌های ماشینکاری کاهش می‌دهند.

 

2. فن آوری روغن کاری و ضد چسبندگی در دمای بالا

آلیاژهای تیتانیوم تمایل دارند در دماهای بالا به قالب ها بچسبند. گرافیت بر پایه آب یا روان کننده های شیشه برای تشکیل لایه های جداکننده بر روی سطوح بیلت و قالب استفاده می شود که اصطکاک را کاهش می دهد، جریان فلز را بهبود می بخشد، خراش سطح و سایش قالب را کاهش می دهد و افت دمای بیلت را کاهش می دهد. ضخامت پوشش یکنواخت برای جلوگیری از عیوب ابعادی ناشی از تجمع روان کننده مورد نیاز است.

 

3. مانیتورینگ پویا در حین شکل گیری

دما، فشار، سرعت پرس و جابجایی آهنگری در طول فرآیند کنترل می شود. آهنگری باید زمانی خاتمه یابد که دمای بیلت های Gr5 به زیر 750 درجه برسد تا از ترک خوردگی در دمای پایین و تخریب ریزساختار جلوگیری شود. نقص هایی مانند مواد ناکافی، تا شدن و فلاش در زمان واقعی بررسی می شوند و پارامترها به صورت پویا برای تثبیت کیفیت تولید انبوه تنظیم می شوند.

 

 

1. درجه بندی کنترل خنک کننده

رژیم های خنک کننده متمایز برای آهنگری ها و قالب ها اعمال می شود: نرخ خنک کننده قالب نباید از 20 درجه در ساعت تجاوز کند. قالب ها به مدت 4 ساعت در دمای 600 درجه نگهداری می شوند و قبل از باز شدن قالب به آرامی تا دمای زیر 200 درجه خنک می شوند تا از ترک خوردگی و تغییر شکل حرارتی جلوگیری شود و عمر مفید قالب افزایش یابد. آهنگری ها تحت خنک سازی هوای کنترل شده با سرعت خنک کننده 5 تا 10 درجه در دقیقه قرار می گیرند. این امر از تنش باقیمانده ناشی از سرد شدن سریع و همچنین درشت شدن دانه و کاهش استحکام به دلیل خنک شدن آهسته بیش از حد جلوگیری می کند.

 

2. روشهای عملیات حرارتی دقیق

آهنگری‌ها تحت بازپخت خلاء قرار می‌گیرند تا تنش پسماند ناشی از آهنگری را از بین ببرند، ریزساختار را همگن و اصلاح کنند، و عملکرد استحکام، انعطاف‌پذیری، چقرمگی را بهینه کنند. برای قطعات با بار بالا مانند قطعات دیسک هوافضا، محلول و درمان پیری برای افزایش استحکام، سختی و عملکرد خستگی اضافه شده است. فلس اکسید و روان کننده های باقیمانده پس از عملیات حرارتی حذف می شوند تا ماشینکاری بعدی و عملیات سطحی تسهیل شود.

 

 

Ruihang دارای بزرگترین انبارهای محصولات تیتانیوم و تیتانیوم در منطقه بائوجی است. جزئیات مربوط به خریداران صنعتی و هوافضا، مهندسان و نیازهای تدارکات، لطفاً از طریق ایمیل با ما تماس بگیرید:Sam.Rui@bjrh-titanium.com