知识分享|钛及钛合金的锻造方式

钛时代科技 2024-09-26 17:14:54
钛在加热过程中的特点

第一个是,与铜、铝、铁、镍相比,钛的热导率较低,钛合金的热导率随着温度的提高而降低。由于钛合金的热导率降低,表面加热方法的加热时间相当长,大型坯料加热时的断面温差大。

钛合金的第二个重要加热特点是:在高温下会与氧、氮反应形成氧化皮和吸气层,这种吸气层会恶化钛合金的加工性能,使得必须进行中间机械加工,从而大大增加金属的损耗。

钛金属的第三个加热特点:在高温且还原气氛下加热,会造成吸氢,使氢超标。

钛及钛合金的锻造方式

锻造方式

#自由锻#

利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形,不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法,简称自由锻。自由锻是钛及钛合金开坯锻造及锻制棒材、饼材、环材、板坯、管坯等的基本方法之一。自由锻具有设备简单、工具简单、成本低、生产灵活性好等优点。

自由锻造分手工自由锻和机器自由锻。手工自由锻生产效率低,劳动强度大,仅用于修配或简单、小型、小批锻件的生产。在现代工业生产中,机器自由锻已成为锻造生产的主要方法,在重型机械制造中,它具有特别重要的作用。而产生的锻件形状和尺寸主要由操作工的技术水平决定。

#精锻#

钛及钛合金棒材生产也常使用径向锻造机——精锻机锻造。

精锻时的主要工序是拔长,在锻造过程中,坯料与锤头既有相对的轴向移动,又有相对的转动,可以生产圆棒、扁棒、方棒和空心棒材。当坯料一面转动,一面轴向移动时,可生产圆截面的锻棒,如圆棒、阶梯棒及锥形棒;当坯料只做轴向移动而不进行转动时,可生产方棒、扁棒等。总的来说精锻机生产棒材具有生产效率高、尺寸精确、表面质量好、材料利用率高等特点。

#模锻#

金属材料在一定形状的模腔内变形,生产出形状和尺寸都很接近成品零件的模锻件的锻造方法叫做模锻。和自由锻相比,模锻可以减少零件机械加工的工作量和材料的消耗,提高劳动成产率以及提高整批产品的质量稳定性。同时,使用模锻工艺可以制造形状复杂的锻件,也能使锻件获得良好的组织性能及高的力学性能。

#等温锻造#

曾经,在大量使用钛合金锻件的航空发动机中,模锻件的金属利用率只有10%~20%,飞机结构件中甚至低于10%,造成大量浪费。设法改造模锻件肥头大耳的现象,生产精密锻件和高性能的优质锻件是钛行业的研究方向之一。等温锻造技术的出现实现了这个期望。

当钛合金材料的组织为细晶,在一定的温度条件下,以很慢的速度变形,变形抗力会很低而塑性很高,等温模锻就是利用了材料的这一特性。因为变形速度很慢,整个变形时间长达3~60分钟,工件、模具的温度始终保持不变,等温锻造是把模具加热到和锻坯同样温度的条件下进行恒温模锻的过程。

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