Titanlegierungen werden aufgrund ihrer hohen Festigkeit, geringen Dichte, einer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und einer guten Biokompatibilität häufig in Luft- und Raumfahrt-, Medizin-, Chemikal- und vielen anderen Bereichen eingesetzt. Das Schmieden von Titanlegierungen ist jedoch ein technisch schwieriger Prozess, der viele Herausforderungen beinhaltet. In diesem Artikel werden wir die Hauptschwierigkeiten bei der Hervorbearbeitung von Titanlegierung und deren Lösungen ausführlich besprechen.
1. Niedrige thermische Leitfähigkeit
Die Titanlegierung hat eine niedrige thermische Leitfähigkeit, nur 1/7 Stahl, 1/16 Aluminium und 1/25 Kupfer, was bedeutet, dass beim Schmiedenprozess die Wärme schnell schwer zu übertragen ist, was zu einer schnellen Ansammlung von Hitze im Schneidbereich führt, um das Werkzeug zu meistern und zu sterben, um extrem hohe Temperaturen zu steuern, zu beschleunigen, und gleichzeitig das Verschleiß und sogar das Versagen des Werkzeugs. Darüber hinaus können hohe Temperaturen die Oberflächenintegrität von Titandeilen von Titanlegierungen schädigen, was zu einer verringerten geometrischen Genauigkeit und in schweren Fällen eine Verhärtung von Arbeiten führt, was ihre Ermüdungsfestigkeit beeinträchtigen kann.
Lösung:
Verwenden Sie leistungsstarke Werkzeugmaterialien wie Carbid und Keramik, um den Hochtemperaturbeständigkeit des Werkzeugs und den Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Verwenden Sie Kühlmittel für eine ausreichende Kühlung, um die Temperatur im Schneidbereich zu reduzieren und den Wärmeaufbau zu minimieren.
Optimieren Sie die Verschmutzungsprozessparameter wie die Reduzierung der Schnittgeschwindigkeit und die Erhöhung der Futterrate, um die Werkzeugverschleiß zu verringern und die Bearbeitungseffizienz zu verbessern.
2. geringer Elastizitätsmodul
Die Titanlegierung hat einen relativ geringen Elastizitätsmodul und ist anfällig für elastische Verformungen während des Schmiedens, insbesondere bei der Verarbeitung von dünnwandigen oder ringförmigen Teilen ist dieses Problem deutlicher. Aufgrund der starken plastischen Deformationsfähigkeit der Titanlegierung kann die lokale Verformung den elastischen Bereich überschreiten, was zu einer plastischen Verformung führt, wenn das Werkstücksmaterial einer externen Kraft unterzogen wird. Diese plastische Verformung erhöht nicht nur den Schneiddruck, das "elastische" Rebound -Phänomen, das "elastische" Rebound -Phänomen in verschärftes Unternehmen erhöht, die Reibung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück weiter, was zu einer verringerten Schnitteffizienz und der Lebensdauer des Werkzeugs führt.
Lösung:
Die Verwendung von Ultraschallbearbeitungstechnologie und anderen neuen Bearbeitungsmethoden, um die Kontaktzeit zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zu verkürzen, um die Lebensdauer zu verlängern.
Optimieren Sie die Verschmutzungsprozessparameter wie die Reduzierung der Schnittgeschwindigkeit, die Erhöhung der Futterrate usw., um den Werkzeugverschleiß zu verringern und die Bearbeitungseffizienz zu verbessern.
3. Adhäsion und hohe Schwingungseigenschaften
Die Titan -Legierung hat eine starke Affinität zum Werkzeug, und es ist einfach, während des Schneidvorgangs eine Adhäsion mit dem Werkzeug zu erzeugen, kontinuierliche Chips zu bilden und den Schneidvorgang zu stören, was in schweren Fällen zu Schäden an Werkzeugen führen kann. Darüber hinaus sind die hohen Schwingungseigenschaften des Bearbeitungsprozesses von Titanlegierung auch ein wesentlicher destabilisierender Faktor, nicht nur den Werkzeugkleidung, sondern auch die Bearbeitungsgenauigkeit und die Oberflächenqualität ernsthaft beeinträchtigen.
Lösung:
Verwenden Sie leistungsstarke Werkzeugmaterialien wie Carbid und Keramik, um die Hochtemperaturfestigkeit des Werkzeugs und den Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Übernehmen Sie neue Bearbeitungsmethoden wie die Ultraschallbearbeitungstechnologie, um die Kontaktzeit zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zu verkürzen und die Lebensdauer zu verlängern.
4. Einzelheiten
Schmiedenprozess in Titanlegierungen muss auch auf einige Details achten. Beispielsweise sollte die chemische Zusammensetzung und Mikrostruktur von Rohstoffen von Titanlegierung vor dem Schmieden streng gesteuert werden, um die Existenz von Einschlüssen, Porosität und anderen Defekten zu vermeiden. Der Schmiedenprozess sollte streng von der Heiztemperatur und der Wärmeerhaltungsteuerung gesteuert werden, um eine Überhitzung oder ein Überkochen des Phänomens zu vermeiden. Das Schmieden sollte nach der Wärmebehandlung rechtzeitig durchgeführt werden, um die Restspannung zu beseitigen und die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verbessern.
Lösung:
Strikt die chemische Zusammensetzung und Mikrostruktur von Rohstoffen mit Titanlegierung kontrollieren.
Strikt die Heiztemperatur und die Haltezeit kontrollieren, um das Auftreten von Überhitzung oder Überbrennen von Phänomen zu vermeiden.
Führen Sie die Wärmebehandlung rechtzeitig nach dem Schmieden durch, um die Restspannung zu beseitigen und die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verbessern.
Die Verarbeitung von Titanlegierungen ist ein technisch schwieriger Prozess, bei dem eine Reihe von Schwierigkeiten wie geringer thermischer Leitfähigkeit, geringer Elastizitätsmodul, Adhäsion und hohen Schwingungseigenschaften beinhalten. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, hat die Branche eine Reihe effektiver Lösungsstrategien und technischer Mittel untersucht. Durch die Verwendung von Hochleistungswerkzeugmaterialien kann die Optimierung von Schmiedensprozessparametern, die Verwendung von Kühlmittel und neuen Bearbeitungsmethoden sowie die strikte Kontrolle der Details des Schmiedensprozesses die Effizienz und Qualität der Titanlegierung der Verarbeitung von Titanlegierungen effektiv verbessern.
