Aliajele de titan sunt utilizate pe scară largă în câmpuri aerospațiale, medicale, chimice și alte câmpuri, datorită rezistenței lor ridicate, a densității mici, a rezistenței excelente la coroziune și a unei bune biocompatibilitate. Cu toate acestea, forjarea aliajelor de titan este un proces solicitant din punct de vedere tehnic care implică numeroase provocări. Acest articol va discuta în detaliu dificultățile și soluțiile cheie în forjarea aliajului de titan.
1. Conductivitate termică scăzută
Aliajele de titan au o conductivitate termică scăzută, doar 1/7 cea a oțelului, 1/16 cea a aluminiului și 1/25 cea a cuprului. Aceasta înseamnă că căldura nu poate fi transferată rapid în timpul procesului de forjare, provocând acumularea rapidă de căldură în zona de tăiere. Acest lucru duce la temperaturi extrem de ridicate pentru instrumente și matrițe, accelerarea uzurii și chiar eșecul. Mai mult, temperaturile ridicate pot deteriora integritatea de suprafață a părților din aliaj de titan, reducând precizia geometrică. În cazuri severe, poate apărea întărirea muncii, compromitând forța oboselii.
Soluţie:
Utilizați materiale de instrumente de înaltă performanță, cum ar fi carbură cimentată și ceramică, pentru a îmbunătăți rezistența la temperatură ridicată a instrumentului și rezistența la uzură.
Utilizați suficient lichid de răcire pentru a reduce temperatura în zona de tăiere și pentru a minimiza acumularea de căldură.
Optimizați parametrii procesului de forjare, cum ar fi reducerea vitezei de tăiere și creșterea ratelor de alimentare, pentru a reduce uzura sculei și pentru a îmbunătăți eficiența prelucrării.
2. Modul elastic scăzut
Aliajele de titan au un modul elastic relativ scăzut, ceea ce le face sensibile la deformarea elastică în timpul forjării. Această problemă este deosebit de proeminentă atunci când prelucrați piese cu pereți subțiri sau inelari. Deoarece aliajele de titan au o capacitate puternică de deformare plastică, atunci când piesa de lucru este supusă forțelor externe, deformarea locală poate depăși intervalul elastic, ceea ce duce la deformarea plastică. Această deformare plastică nu numai că crește presiunea de tăiere și agravează fenomenul „elastic” de arc al piesei de lucru, dar crește în continuare frecarea dintre instrument și piesa de lucru, reducând eficiența de tăiere și durata de viață a sculei.
Soluţie:
Utilizați noi metode de prelucrare, cum ar fi prelucrarea cu ultrasunete pentru a reduce timpul de contact al piesei de instrumente și pentru a prelungi durata de viață a sculei.
Optimizați parametrii procesului de forjare, cum ar fi reducerea vitezei de tăiere și creșterea ratelor de alimentare, pentru a reduce uzura sculei și pentru a îmbunătăți eficiența prelucrării . 3. adeziune și proprietăți de vibrație ridicată
Aliajele de titan au o afinitate puternică pentru tăierea uneltelor, provocând cu ușurință aderența în timpul tăierii, ceea ce duce la chipsuri continue care interferează cu procesul de tăiere și, în cazuri severe, pot duce la deteriorarea sculei. Mai mult, caracteristicile ridicate de vibrație ale prelucrării aliajului de titan sunt un factor destabilizator major, nu numai creșterea uzurii sculei, dar și în mod semnificativ impactul la precizia prelucrării și calitatea suprafeței.
Soluţie:
Utilizați materiale de instrumente de înaltă performanță, cum ar fi carbură cimentată și ceramică, pentru a îmbunătăți rezistența la scule la temperaturi și uzură ridicate.
Utilizați noi metode de prelucrare, cum ar fi prelucrarea cu ultrasunete, pentru a reduce timpul de contact al piesei de instrumente și pentru a prelungi durata de viață a sculei.
4. Detalii
Procesul de forjare a aliajului de titan necesită o atenție atentă la mai multe detalii. De exemplu, compoziția chimică și microstructura materiei prime din aliaj de titan trebuie controlate strict înainte de a forța pentru a evita defecte precum incluziuni și pori. În timpul forjării, temperatura de încălzire și timpul de reținere trebuie controlate strict pentru a evita supraîncălzirea sau suprasolicitarea. Tratamentul termic trebuie efectuat prompt după ce forjează eliminarea stresului rezidual și îmbunătățirea proprietăților mecanice ale materialului.
Soluţie:
Compoziția chimică și microstructura materiei prime din aliaj de titan trebuie controlate strict. Controlați strict temperatura de încălzire și timpul de menținere pentru a evita supraîncălzirea sau suprasolicitarea.
Efectuați prompt tratamentul termic după ce a falsificat pentru a elimina stresul rezidual și pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice ale materialului.
Forjarea aliajelor de titan este un proces provocator din punct de vedere tehnic, care implică multiple provocări, cum ar fi conductivitatea termică scăzută, modulul elastic scăzut, adeziunea și caracteristicile de vibrație ridicată. Pentru a depăși aceste dificultăți, industria a explorat o serie de strategii și soluții tehnice eficiente. Prin adoptarea materialelor de instrumente de înaltă performanță, optimizarea parametrilor procesului de forjare, utilizarea lichidului de răcire și metode de prelucrare inovatoare și controlul strict a detaliilor în timpul procesului de forjare, eficiența și calitatea forjării aliajului de titan pot fi îmbunătățite în mod eficient.
Compania se mândrește cu linii de producție internă de procesare a titanului, inclusiv:
Linia de producție a tubului de titan de precizie importat în limba germană (capacitate anuală de producție: 30.000 tone);
Linia de rulare a foliei de titan-tehnologie japoneză (cea mai subțire până la 6μm);
Linie de extrudare continuă automatizată a tijei de titan;
Placă de titan inteligentă și moară de finisare a benzilor;
Sistemul MES permite controlul și gestionarea digitală a întregului proces de producție, obținând o precizie dimensională a produsului de ± 0,01μm.
