鈦合金材料的鍛造工藝
鈦材料鍛造是一種對鈦金屬坯料(不包括板材)施加外力以使其產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀并提高性能的成形方法,用于制造機械零件、工件、工具或坯料。此外,根據(jù)滑塊的運動模式和滑塊的垂直和水平運動模式(用于細長零件的鍛造、潤滑冷卻和高速生產(chǎn)零件的鍛造),通過使用補償裝置可以增加其它方向的運動。
上述方法不同,所需的鍛造力、工藝、材料利用率、產(chǎn)量、尺寸公差以及潤滑和冷卻方法也不同。這些因素也是影響自動化水平的因素。
根據(jù)坯料的運動方式,鍛造可分為自由鍛造、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛和閉式鐓粗。由于閉式模鍛和閉式鐓鍛過程中無飛邊,材料利用率高??梢杂靡环N或幾種工藝完成復(fù)雜的鍛件。由于沒有飛邊,鍛件的應(yīng)力區(qū)域減小,所需載荷也減小。然而,應(yīng)該注意的是,不能完全限制空白。因此,應(yīng)嚴格控制坯料的體積,控制鍛模的相對位置,并測量鍛件,以減少鍛模的磨損。
根據(jù)鍛模的運動方式,鍛造可分為旋轉(zhuǎn)鍛造、旋轉(zhuǎn)鍛造、輥鍛、楔橫軋、環(huán)軋和斜軋。旋轉(zhuǎn)鍛造、旋轉(zhuǎn)鍛造和環(huán)軋也可以通過精鍛加工。為了提高材料的利用率,輥鍛和交叉軋制可以作為細長材料的前道工序。旋轉(zhuǎn)鍛造和自由鍛造一樣,也是部分成形的。其優(yōu)點是,即使鍛造力比鍛造尺寸小,它也可以成形。這種鍛造方法,包括自由鍛造,在加工過程中將材料從模具表面附近擴展到自由表面,因此很難確保精度。因此,通過用計算機控制鍛造模具的運動方向和鍛造過程,可以以較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品,例如用于多品種、大尺寸渦輪葉片的鍛件。
為了獲得高精度,應(yīng)注意防止下止點過載,并控制速度和模具位置。因為這些會影響鍛造公差、形狀精度和模具壽命。此外,為了保持精度,還應(yīng)注意調(diào)整滑塊導(dǎo)軌間隙、確保剛性、調(diào)整下止點和使用輔助傳動裝置等措施。
鈦鍛造材料主要是純鈦和各種成分的鈦合金。材料的原始狀態(tài)是棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。變形前金屬橫截面積與變形后金屬橫截面積之比稱為鍛造比。正確選擇鍛造比、合理的加熱溫度和保溫時間、合理的初鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量和變形速度對提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本有著重要的關(guān)系。一般中小型鍛件使用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的顆粒結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能均勻良好,形狀和尺寸準確,表面質(zhì)量好,便于組織大規(guī)模生產(chǎn)。只要加熱溫度和變形條件得到合理控制,就可以鍛造出性能優(yōu)異的鍛件,而不會產(chǎn)生大的鍛造變形。