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    鈦合金鍛件加工設備及主要方式

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    鈦合金鍛件加工設備及主要方式

    發布日期:2018-09-11 作者: 點擊:

    鈦合金加工

    鈦合金是目前使用的材料中比強度較高的材料之一,具有抗腐蝕能力強、強度高、密度低、中溫性能穩定等一系列優良特性,在航空航天工業、生物醫藥、石油工業以及原子能等高技術領域有著廣泛應用。在鈦及鈦合金的熱加工過程中,自由鍛造成為主要加工手段之一。文章以鈦及鈦合金棒材為討論對象,自由鍛造可加工成品棒材,也可加工中間工序的坯料。作為中間坯料,則是為后續加工如鍛造、軋制提供一定形狀、一定尺寸、一定組織和性能的材料。對于成品,不但要嚴格控制材料的組織、性能,同時,尺寸、表面質量均應滿足要求,其中任一項不合格均不能交貨。在實際生產過程中,如何采取正確的工藝路線,合理的鍛造方式以保證材料的組織性能和表面質量,尤其防止鍛件因組織而性能不達標或者表面出現較深的裂紋、折疊等造成尺寸超差,成為工程技術人員研究的課題之一。


    鈦合金自由鍛造的設備及主要方式


    在目前的實際生產中,自由鍛造常用的加熱爐有煤爐,天然氣爐,電爐等。鑄錠開坯常用前兩種加熱爐。因為電爐加熱溫度易控制,精確度較高(一般±10℃),且污染程度小,成品前的加熱一般都要用電爐。鍛造設備有鍛錘、水壓機、快鍛機等。自由鍛造鈦及鈦合金棒材的基本方式為拔長、鐓粗,或者采用拔長、鐓粗相結合的方式。當然,對于小規格的如Φ12、Φ20等的棒材要采用軋制,對此文章不作討論。


    1 拔長

      金屬的塑性變形遵循體積不變規則和小阻力規則。拔長時坯料長度變長,橫截面積變小,其過程大體分為拔方、倒棱、滾圓三步。拔長時,送進量不能太大,一般應小于坯料寬度,這時,金屬沿坯料的縱向流動大于橫向流動,反之,則金屬沿坯料的橫向流動大于縱向流動,降低了拔長效率。同時,單邊壓下量應等于或小于送進量,否則會產生折疊。而且鍛錘上下砧的邊緣應倒成圓角,否則也會產生折疊。在倒棱時,鍛錘的擊打力應輕些,以免坯料中心及端頭出現裂紋,而且倒棱應及時,否則由于棱角溫度降低較快,易在棱角產生裂紋。鍛件開始鍛造時,由于出爐周轉造成溫降,此時應輕錘快打,等溫度上升后,應重錘慢打,在鍛制后期由于溫降較大,又要輕錘快打,否則鍛件表面易開裂,甚至產生內裂紋。

      在實際鈦合金加工生產中,也可通過改變應力狀態來改變材料的可鍛性。如用平砧拔長時,可將下砧改用V型砧,由于坯料側面壓應力的作用,減小了毛坯心部的拉應力,可避免裂紋的產生。


    2 鐓粗

      鐓粗時坯料高度變小,橫截面積變大。當變形量較大時,較之拔長更能擊碎坯料中心部位的樹枝晶、偏析等缺陷,達到改善組織的目的。鐓粗時,鍛件軸向受壓應力,但與軸線成45度角方向有較大切應力,故沿此方向易產生斜裂。有時候,由于拉應力還會產生縱向開裂。當鐓粗比H0/D0(即坯料高度與直徑的比值)=3時,若錘擊力不足,坯料兩端會產生雙鼓形,此時應先滾圓,若繼續壓下,就會產生夾層。有時,為使端面平齊,錘頭下壓的同時,坯料還要在水平方向適當旋轉。當H0/D0>3時,會產生縱向彎曲,應先校直后再鐓粗。一般情況下,在鐓粗過程中,應H0/D0<3,在2―2.2范圍內為好。


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    關鍵詞:鈦合金鍛造,鈦合金加工,鈦合金加工廠家

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