Quais são os métodos de forjamento para seguiros de titânio

O titânio e suas ligas mantêm uma posição -chave nos campos aeroespaciais, energéticos e médicos devido à sua alta resistência específica, resistência à corrosão e biocompatibilidade. No entanto, a alta atividade química do titânio, a baixa condutividade térmica e a alta resistência à deformação exigem que seu processo de forjamento transcenda as limitações do trabalho de metal tradicional.

Forjamento gratuito: uma solução flexível para produção básica de tarugos

O forjamento livre, que usa martelo ou uma imprensa para deformar livremente um tarugo entre as bigornas e inferiores, é o processo mais fundamental na produção de forjamento de titânio. Seus recursos principais são ferramentas e equipamentos simples, alta versatilidade e baixo custo, tornando-o adequado para uma produção de peça única ou em pequenos lotes. O forjamento livre pode eliminar defeitos de fundição e melhorar as propriedades mecânicas, mas sua dependência do trabalho manual resulta em baixa precisão de forjamento, grandes subsídios de usinagem e dificuldade em formar estruturas complexas. Portanto, é usado principalmente no processo de produção de tarugos para forças grandes, como forjar tarugos em barras escalonadas ou formas simples, como formas redondas ou retangulares, estabelecendo a base para o acabamento subsequente.

Forjamento de morrer: o "caminho principal" da formação de precisão

O forjamento de matriz restringe o fluxo de metal, envolvendo o dado, melhorando significativamente a precisão dimensional e a qualidade da superfície dos perdoas. É um processo central para a produção em massa de peças de titânio. Com base na estrutura da matriz, a forjamento de matriz pode ser dividida nas três categorias a seguir:

Open Die Forging (Flash Die Forjing):O dado está equipado com ranhuras flash. O metal preenche inicialmente a cavidade da matriz e o excesso de fluxos nas ranhuras do flash, formando flash transversais. À medida que o flash diminui e a temperatura cai, a resistência ao fluxo de metal aumenta, forçando mais material na cavidade da matriz. Esse processo é adequado para a produção em massa de esquecimento complexo, mas requer a remoção subsequente do flash, resultando em baixa utilização de material.

FORGING FLIED FLIED (forjamento de matriz sem flash):A matriz é selada por todos os lados e o metal é ejetado apenas por rebarbas longitudinais de flash. A utilização do material pode atingir mais de 90%. A forjamento de matriz fechado requer força rígida de força e temperatura, mas pode atingir alta precisão (tolerância ± 0,2 mm) e baixa rugosidade da superfície (AR menor ou igual a 1,6μm), tornando -o adequado para produzir perdoas com requisitos de alta precisão.

Extrusão morre forjando:Combinando as características de extrusão e forjamento de matriz, foros ocos ou sólidos são produzidos por extrusão para a frente ou reversa. A extrusão de forjamento de matriz pode refinar grãos e aumentar a densidade do material, mas requer grande investimento em equipamentos e um processo complexo.

Especialidade Die Forjing: Uma ferramenta tecnológica para romper estruturas complexas

Para cavidades profundas, paredes finas ou estruturas de formato especial que são difíceis de alcançar com a forjamento tradicional de forjamento, a tecnologia de forjamento especial usa carga multidirecional ou controle isotérmico para romper os limites de deformação das ligas de titânio:

Forjamento de matriz multidirecional:Em uma máquina de forjamento de matriz multidirecional, o carregamento vertical e horizontal combinado força o metal a fluir para fora do centro da cavidade da matriz, alcançando uma formação única de estruturas complexas. Esse processo pode formar cavidades profundas com proporções de costela maiores ou iguais a 10: 1, evitando defeitos de solda causados pelo forjamento passo a passo.

Forjamento isotérmico:A matriz é aquecida na mesma temperatura que o tarugo (normalmente de 30 a 50 graus abaixo da temperatura da transformação) e a forjamento é concluída sob condições constantes de temperatura. O forjamento de matriz isotérmica reduz a resistência da deformação e é adequado para produzir pentos de alta precisão e paredes finas (espessura da parede menor ou igual a 2 mm). No entanto, requer um sistema de controle de temperatura de alta precisão (flutuação de temperatura menor ou igual a ± 3 graus) e materiais de matriz resistente ao calor.

Dado segmentar forjando:Para seios extremamente grandes (como bicos de foguete com um diâmetro maior ou igual a 3m), a forjamento de forjamento ou placa de apoio segmentada é usada para reduzir os requisitos de tonelagem do equipamento. O forjamento de matriz segmentar pode produzir peças extremamente grandes em prensas hidráulicas de tamanho médio, mas requer design de interface de segmento otimizado para evitar a concentração de tensão.

Processos inovadores: fronteiras na otimização de desempenho

À medida que os requisitos de desempenho para as ligas de titânio aumentam, os processos inovadores estão emergindo constantemente:

Forjamento beta:A forjamento acima da temperatura da transformação beta pode melhorar a resistência à fluência e a resistência à fratura dos esquecidos, mas é necessário controle rigoroso da temperatura para evitar a fragilidade beta.

Forjamento superplástico:O tratamento superplástico cria grãos finos e equiaxados no material, combinados com o forjamento isotérmico para obter grandes deformações (o alongamento pode atingir 300%a 500%), tornando-o adequado para produzir seguiros com formas extremamente complexas.

Ciclo de forjamento multidirecional:Através de múltiplos ciclos de forjamento, a distribuição da deformação é otimizada, a uniformidade da microestrutura é aumentada e a deformação por ciclo é controlada entre 50% e 80%, resultando em refinamento de grãos e a eliminação de defeitos de fundição.

A seleção de processos de forjamento para esquecer o titânio requer uma consideração abrangente da estrutura de peças, requisitos de desempenho, custos de produção e disponibilidade de equipamentos. Desde a produção flexível de alojamento de forjamento aberto até a formação de precisão de perdoas especializadas, até a otimização de desempenho de processos inovadores, cada tecnologia carrega um avanço importante na transformação de ligas de titânio de "materiais difíceis de máquinas" para "componentes estruturais de alto desempenho".