Molts dels Forgings de titanies fan per la tecnologia de forja de matrius. La tecnologia de forja d’aliatge de titani s’aplica àmpliament en molts camps de fabricació de gamma alta com l’aviació, l’aeroespacial i l’atenció mèdica. El control precís dels seus elements de procés és crucial per obtenir forjaments d’aliatge de titani d’alta qualitat. A continuació, es proporcionarà una introducció detallada als elements clau dels processos de forja d’aliatge de titani, inclosos la preparació de Billet, la calefacció, la lubricació, la forja, la neteja, el disseny de matrius i la forja d’aliatges de titani en dues fases.
1) Preparació de les factures
La qualitat de la superfície de la factura afecta directament l'efecte de forja posterior, de manera que ha de patir un mecanitzat o un tractament de mòlta rugosa. Per a les barres, normalment s’adopta el gir o la trituració sense centre per assegurar la planitud de la superfície i la precisió dimensional. En el procés de tall de factures, les serres de la banda han de tenir prioritat per al funcionament i està prohibit estrictament l’ús de tall de gas per al tall de material. Com que l’efecte d’alta temperatura i d’oxidació generat pel tall de gas pot canviar la composició química local i la microestructura de la factura, afectant així la qualitat de la forja.
2) Calefacció de Billets
Abans de la calefacció, s’hauria d’eliminar completament l’escolella i l’oxid a la part inferior del forn per crear un entorn de calefacció net. L’atmosfera del forn s’ha de mantenir en un estat oxidant, que pot alentir el procés de saturació d’hidrogen i reduir els efectes adversos de l’hidrogen sobre els aliatges de titani. Per tal de reduir el grau d’oxidació dels aliatges de titani, evitar la invasió d’hidrogen, evitar la contaminació del gas i inhibir el creixement del gra, és necessari controlar estrictament el temps de residència de la factura a la temperatura de calefacció per assegurar-se que la calefacció només s’acabi en el termini més curt necessari per escalfar-se a través de tota la secció creuada. Mentrestant, el motlle ha de ser preescalfat amb antelació. Generalment, s’ha de mantenir a una temperatura de 250 a 350 graus durant més de 12 hores per assegurar -se que el motlle té una bona estabilitat tèrmica i precisió dimensional durant el procés de forja.
3) lubricació
És crucial lubricar el motlle abans de forjar. La lubricació no només pot millorar el defecte de la baixa fluïdesa dels aliatges de titani, sinó que també evitar que els forjadors s’enganxin al motlle, millorant així la qualitat superficial dels forjadors i la vida útil del motlle. Els lubricants utilitzats habitualment són barreges de grafit i aigua semblants al gel, o barreges de grafit i Mos₂ (a base d’oli o a base d’aigua). Aquests lubricants poden formar una pel·lícula lubricant uniforme entre el motlle i el billet, reduint la resistència a la fricció i fent que el procés de forja sigui més suau.
4) Forging
La deformació de la forja de matrius es controla generalment entre el 40% i el 80%. Després de l’última calefacció de la forja de matriu, cal assegurar -se que tot el metall pateix una deformació uniforme. Durant el procés de deformació, les temperatures de deformació de cada part s’han de mantenir uniforme per evitar que la forja s’esquerdi a causa de la deformació a una temperatura massa baixa. Especialment per als aliatges de titani de fase, és particularment important proporcionar una deformació suficient. Com que el perfeccionament del gra dels aliatges de titani de fase no es pot aconseguir mitjançant mètodes de tractament tèrmic, només es pot aconseguir mitjançant la deformació. Una quantitat de deformació raonable pot afinar els grans i millorar les propietats mecàniques de la forja.
5) Neteja
Durant el procés de forja dels forjadors d’aliatge de titani, es formarà una capa d’òxid trencadís a la superfície. Aquesta capa d'òxid farà que el metall sota la superfície s'esquerdi durant la propera forja, afectant greument la qualitat de la forja. Per tant, després de la creació de cada incendi, la capa d'òxid s'ha d'eliminar de manera puntual. Generalment, s’adopta el mètode de Sandblasting per a la neteja. El sandblasting pot eliminar eficaçment la capa i les impureses a l’òxid a la superfície, restaurar la superfície de la forja a la suavitat i preparar -se per al processament posterior.
6) Disseny de motlles
Quan es dissenya motlles per a forjadors d’aliatge de titani, hi ha una diferència en la velocitat de contracció entre els motlles per als forjadors d’acer i la relació dels dos és d’1: 1,87. Quan s’utilitza la mateixa profunditat i complexitat de la cambra de matrius, la matriu per forjar aliatge de titani hauria de ser del 50% més gruixuda que la per forjar l’acer i s’hauria d’adoptar un radi de filet més gran. Això es deu al fet que les característiques de fluïdesa i deformació dels aliatges de titani són diferents de les de l’acer. Un radi de filet més gran pot reduir la concentració d’estrès durant el procés de forja i reduir el risc d’esquerdament en els forjadors. Mentrestant, també cal que l’acabat superficial de la cambra de matrius sigui relativament elevat. Una superfície de cambra de matriu llisa pot reduir la fricció i millorar la qualitat de la superfície i la precisió dimensional dels forjaments.
7) Forging de + aliatges de dues fases
La forja a tota la regió de la fase pot millorar el rendiment de forja dels aliatges de titani a temperatures altes o millorar la duresa de les forestals. Per tal d’obtenir forjaments amb un alt rendiment integral, la microestructura de l’aliatge després de la forja s’ha de controlar per estar dins del rang del 15% al 30% de la fase axial en la fase transformada. Si hi ha massa fases equiaxades, comportarà una disminució de la duresa de la forja. Si la fase equiaxada és insuficient, l’allargament disminuirà. Per als forjadors amb fase excessiva, la duresa de la Notch es pot restaurar mitjançant tractament tèrmic a una temperatura per sota de la transformació de fase (de 15 a 30 graus) basada en la pràctica normal del tractament tèrmic.
Tots els enllaços del procés de forja d’aliatge de titani estan estretament connectats i s’influeixen mútuament. Només després de seguir estrictament els requisits del procés es poden produir forjaments d’aliatge de titani d’alta qualitat que satisfan les exigències del camp de fabricació d’alta gamma.
Baoji Reliab Metal Materials Co., Ltd
Tel: +86-917-8883215
Mobile: +8613092900605
+8613092913521
Correu electrònic:garychen3215@hotmail.com
