首先是与铜、铝、铁、镍相比,钛的导热系数较低,钛合金的导热系数随着温度的升高而降低。由于钛合金导热系数降低,表面加热法的加热时间相当长,加热大坯料时截面温差较大。
钛合金的第二个重要的加热特性是它们在高温下与氧和氮反应形成氧化皮和吸气层。这种吸气层会恶化钛合金的加工性能,需要进行中间加工,从而大大增加成本。增加金属损失。
钛金属的第三个加热特性:在高温、还原性气氛下加热会引起吸氢,造成氢气超标。
钛及钛合金的锻造方法
锻造方法
#自由锻造#
利用冲击力或压力,使金属在上下砧面之间不受任何限制地向各个方向自由变形,以获得具有所需形状、尺寸和一定力学性能的锻件的加工方法,简称自由锻。自由锻造是钛及钛合金坯料锻造和棒材、饼、环、板坯、管坯等锻造的基本方法之一。自由锻造具有设备简单、工具简单、成本低、产量好等优点。灵活性。
自由锻分为手工自由锻和机器自由锻。手工自由锻生产效率低钛合金结构和钢结构,劳动强度大,仅用于修理或生产简单、小型、小批量的锻件。在现代工业生产中,机器自由锻造已成为锻造生产的主要方法,在重型机械制造中发挥着尤为重要的作用。生产出的锻件的形状和尺寸主要由操作者的技术水平决定。
#精密锻造#
钛及钛合金棒材的生产也经常使用径向锻造机——精密锻造机进行锻造。
精锻过程中的主要工序是延伸加工。锻造过程中,毛坯与锤头沿轴向相对运动,并相对旋转。可生产圆棒、扁棒、方棒、空心棒。当毛坯一侧旋转,另一侧轴向移动时,可生产圆形截面的锻棒材,如圆棒材、阶梯棒材和锥形棒材;当毛坯仅作轴向移动而不作旋转时,可生产方棒、扁棒。等待。一般来说,精锻机生产的棒材具有生产效率高、尺寸准确、表面质量好、材料利用率高的特点。
#模锻#
金属材料在一定形状的模腔内产生变形,生产出形状和尺寸与成品件十分接近的模锻件的锻造方法称为模锻。与自由锻造相比,模锻可以减少零件加工的工作量和材料消耗,提高劳动生产率,提高整批产品的质量稳定性。同时,模锻工艺可用于制造形状复杂的锻件,还可以使锻件获得良好的结构性能和较高的力学性能。
#等温锻造#
过去,在大量使用钛合金锻件的航空发动机中,模锻件的金属利用率仅为10%~20%,而在飞机结构件中,甚至不足10%,导致很多的废物。试图改变模锻件的肥头、大耳现象,生产精密锻件和高性能高质量锻件,是钛工业的研究方向之一。等温锻造技术的出现实现了这一期望。
当钛合金材料具有细晶结构钛合金结构和钢结构,在一定温度条件下以很慢的速度变形时,变形抗力会很低,塑性很高。等温模锻利用了材料的这一特性。由于变形速度很慢,整个变形时间长达3~60分钟,工件和模具的温度保持不变。等温锻造是一种恒温模锻工艺,其中模具被加热到与锻坯相同的温度。