鈦棒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)包括鈦棒,鑄錠,金屬粉末和液態(tài)金屬。變形前的金屬截面積與變形后的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,合理的初始鍛造溫度和最終鍛造溫度,合理的變形量和變形速度與提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本有很大的關(guān)系。通常,將圓鋼或方鋼用作中小型鍛件的毛坯。棒材的晶粒結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能均勻,良好,形狀和尺寸準(zhǔn)確,表面質(zhì)量好,方便批量生產(chǎn)。只要合理地控制加熱溫度和變形條件,就可以鍛造出具有優(yōu)異性能的鍛件而不會產(chǎn)生較大的鍛件變形。在飛機上,鈦合金主要用于制造梁,起落架,螺旋槳轂和接頭等主要部件;在發(fā)動機中,鈦合金主要用于制造緊定環(huán),渦輪風(fēng)扇,壓縮機盤和葉片。加熱零件。鈦合金主要用于制造緊定環(huán),渦輪風(fēng)扇,壓縮機盤和葉片。加熱零件。鈦合金主要用于制造緊定環(huán),渦輪風(fēng)扇,壓縮機盤和葉片。加熱零件。
鈦合金對鍛造工藝參數(shù)非常敏感。鍛造溫度,變形,變形和冷卻速率的變化將導(dǎo)致鈦合金的組織和性能發(fā)生變化。為了更好地控制鍛件的結(jié)構(gòu)和性能,近年來,先進的鍛造技術(shù),例如熱模鍛和等溫鍛造已廣泛用于鈦合金的鍛造生產(chǎn)中。通常,使用常規(guī)的鍛造工藝方法,鈦合金可以在鍛造后獲得等軸結(jié)構(gòu),從而具有較高的室溫成形性和強度。為解決大型復(fù)雜鈦棒精密鍛件的成形提供了一種可行的方法。該方法已廣泛用于鈦棒的生產(chǎn)中。提高模具的流動性和降低變形阻力的最有效方法之一是提高模具的預(yù)熱溫度。等溫模鍛和熱模鍛在近兩到三十年的國內(nèi)外發(fā)展中。
如何提高鈦棒的生產(chǎn)良率,可作為閉口模鍛方法對鈦棒進行模鍛。閉模鍛造必須嚴格限制原始毛坯的體積,這會使制備過程復(fù)雜化。是否使用閉口模鍛,必須從利潤和工藝可行性方面考慮。之后,僅執(zhí)行用于熱處理和機加工的最終毛坯。鍛造溫度和變形程度是決定合金結(jié)構(gòu)和性能的基本因素。鈦棒的熱處理與鋼的熱處理不同。模鍛通常用于使形狀和尺寸接近廢料。它對合金的結(jié)構(gòu)沒有決定性作用。因此,鈦棒最后一步的工藝規(guī)范起著特別重要的作用。毛坯的總變形必須不小于30%。變形溫度不超過相變溫度。為了同時獲得鈦棒的高強度和可塑性,溫度和變形程度必須在整個變形坯料中盡可能均勻地分布。
經(jīng)過再結(jié)晶熱處理后,鈦棒的均勻性和性能不如鋼鍛件好。金屬劇烈流動區(qū)在低放大倍率下具有模糊的晶體,在高放大倍率下具有細的等軸晶體。在難以變形的區(qū)域中,由于變形小或沒有變形,因此結(jié)構(gòu)經(jīng)常保持變形前的狀態(tài)。因此,在鍛造一些重要的鈦棒零件(例如壓縮機盤,葉片等)時,除了將變形溫度控制在TB以下并保持適當(dāng)?shù)淖冃嗡酵?,控制原始坯件的結(jié)構(gòu)非常重要。否則,粗大的組織或某些缺陷將被遺傳到鍛件中,并且后續(xù)的熱處理無法消除,這將導(dǎo)致鍛件報廢。
在鍛造鈦棒時,在熱變形局部集中的急劇變形區(qū)域中,在錘上鍛造復(fù)雜形狀的鈦棒。即使嚴格控制加熱溫度,金屬的溫度仍可能超過合金的TB。例如,當(dāng)對具有I形橫截面的鈦棒坯料進行模鍛時,錘子太重,并且中間(腹板區(qū)域)的局部溫度受變形的熱效應(yīng)影響。邊緣局部高約100°C。另外,在模鍛后的加熱過程中,難以變形的區(qū)域和具有臨界變形水平的區(qū)域傾向于形成具有相對低的可塑性和耐久性的粗糙晶粒結(jié)構(gòu)。因此,形狀復(fù)雜的鍛件的機械性能通常不穩(wěn)定。然而,它將導(dǎo)致抗變形能力的急劇提高。降低模鍛件的加熱溫度可以消除毛坯局部過熱的風(fēng)險。為了增加工具的磨損和功耗,還必須使用功能更強大的設(shè)備。在開模鍛造過程中,毛刺損失占毛坯重量的15%-20%。夾持零件的技術(shù)浪費(如果有必要根據(jù)模鍛條件保持該零件的浪費)占毛坯重量的10%。毛刺金屬的相對損耗通常隨毛坯的重量而變化。具有不對稱結(jié)構(gòu)的鍛件,較大的截面積差異以及難以填充的局部鍛件,毛刺消耗可高達50%。閉模鍛造沒有毛刺損失,但是落料過程很復(fù)雜,需要添加。