新闻中心

搜索:

二级分类:

钛合金TC4锻造工艺与工装设计

钛合金具有低密度、高比强、耐高温、抗腐蚀及无磁性等优异的综合性能,钛合金锻件不仅广泛应用于航空、航天制造业中,并在海洋、化工、汽车工业和医疗器械等行业有广泛的应用,因此,我们选择TC4钛合金作为制造该连接板的理想材料。   
                                                                                                                                                                                                                              锻造工艺及工装设计要点:                                                                                                                                                                                     1、钛棒料规格的选取 :                                                          
通过三维模型取截面分析可知,锻件最大截面位于两端,等效直径为φ80mm,其余截面等效直径为φ68mm,锻件在长度方向截面尺寸相对均匀。该锻件长度为300mm,根据我们开发多种类似形状锻件的经验,棒料长度与锻件尺寸接近才能保证两端成形饱满,因此初步选取棒料长度为300mm,再按锻件体积乘以1.25作为棒料体积,计算出棒料直径为φ100mm,由此初步得出下料规格为φ1000mm×300mm。                                         
  2、钛合金棒料准备:                                                          
锻造用的锻(轧)棒,表面有一层硬脆的α层,模锻前,需去掉该层,以免锻造时引起坯料表面开裂。直径大于50mm时,一般车削去掉5mm。车削后,如个别部位仍有缺陷,须打磨予以消除,打磨深度不大于0.3mm。棒料两端倒R3圆角,以免锻造时坯料开裂。            3、设备选择:                                                                   
该锻件计算打击力为4000t。钛合金热导率低,室温时是铝的1/15,铁的1/5,锻锤锻造钛合金速度较快时中心热效应易产生过热现象,对锻件性能影响较大,而压力机产生的变形热不明显。根据锻件精度要求和我厂设备实际情况,选择5000t高能螺旋压力机作为锻造设备。4、坯料润滑:                                                                  
坯料预热温度120±30℃,在预热炉中预热20min,均匀喷涂玻璃润滑剂,坯料表面润滑剂烘干后才能装炉。                                                               
5、加热规范。                                                                   
按标准确定TC4钛合金始锻温度为960℃,终锻温度为800℃,保温时间0.8min/mm。钛合金的热传导率低,为防止过热氧化和吸氢,新炉子和长时间不使用的炉子先要空烧除去水分再使用,电炉温度场精度±10℃。温度过高,组织粗化,晶粒粗大;温度过低,变形抗力大,易产生裂纹等锻造缺陷。制定加热曲线如图1所示。
6、制坯:                                                                      
目的在于对金属进行合理分配,本产品需将金属聚集到锻件两侧和两端,制坯形状的设计对预锻和终锻成形效果至关重要。为避免变形量过大造成坯料开裂,制坯变形量≤65%,       7、锻模型腔设计。
第一次火完成制坯和预锻,第二次火完成终锻和精锻。预锻后切边、喷砂、打磨,一方面清除锻件表面缺陷,提高锻件终锻后的表面质量;另一方面,切边后可减小金属成形阻力,有利于锻件厚度尺寸打靠,设计精锻型腔的目的在于提高模具寿命和锻件尺寸精度,为了锻件成形饱满,锻件相对复杂和较深的型腔放在上模,变形量控制:制坯模筋板厚度设计为21.5mm,预锻后筋板厚度设计尺寸为12mm,终锻筋板厚度为5.0mm,终锻变形量大于30%,否则易造成锻件晶粒粗大,性能下降。                                              
8、切边模设计。                                                                
切边时保留部分飞边用作终锻时顶料,左侧型腔为终锻后切边型腔。为了保证切边精度,切边上下模间隙设计为0.9mm,设计导柱导套结构用于切边模装配定位和控制上下模间隙尺寸精度。                                                                        
9、锻件冷却和热处理:                                                      
   锻件空冷后,完成退火热处理。
10、钛合金在锻造过程中的污染及清理:                       
 坯料加热前应清理干净,不得有油污、铁屑、氯化品,不允许残留指纹;电炉内不得残留氧化皮,不得有钢坯料,炉底衬板以铸造不锈钢为好;坯料上涂玻璃润滑剂,或在保护气氛中加热。


返回列表