Primjena tehnologije rotacijskog obrnutog savijanja u proizvodnji preciznih kovanih šipki od legure titana

Godine 1940. Kroll je usavršio metodu "magnezijeve redukcije titanijevog tetraklorida" za ekstrakciju titana. Titani, Sinovi Zemlje, počeli su se posvećivati ​​industrijskoj proizvodnji iz laboratorija. Od tada se industrijska proizvodnja titana i titanovih legura ubrzano razvijala. Posljednjih godina svjetska industrija titana i tehnologija obrade materijala od titana postaju sve zreliji, a proizvodnja i potrošnja spužve od titana, deformiranih legura titana i materijala obrađenih od legura titana dosegli su vrlo visoku razinu. Sve se više koristi u zrakoplovstvu, proizvodnji ratnih brodova, oružja i drugih vojnih proizvoda, a također ima veliki potencijal primjene u automobilskoj, kemijskoj i energetskoj industriji.

Zbog potreba suvremene industrijske proizvodnje razvijene su različite vrste titanskih materijala: titanske šipke, titanske ploče, titanske žice, titanske trake, titanske cijevi, titanske folije itd. Među njima je i proizvodnja malih šipki od legura titana. je počeo poprimati oblik. Ova vrsta šipki ima karakteristike male veličine i velikog broja brojanja. Općenito, precizni strojevi za kovanje koriste se za njihovu proizvodnju kako bi se osigurala učinkovitost proizvodnje i stabilnost proizvoda. Naša tvrtka ima SXP-13 stroj za precizno kovanje, JBLR-130 stroj za ravnanje i odgovarajuću opremu za grijanje, s godišnjom proizvodnjom od oko 600 t šipki za precizno kovanje.

Teorija i razvoj ravnanja šipki

Kao što kaže stara izreka, "pretjerano ispravljanje je previše". Međutim, u području ravnanja metala, prekomjerna korekcija mora biti prekomjerna korekcija. Tradicionalna jednostavna metoda ispravljanja obrnutim savijanjem koristi ovu teoriju. Kao što je prikazano na slici 1, definiramo polumjer zakrivljenosti izvornog stanja savijanja šipke ab kao ρ0, radijus obrnutog savijanja koji se koristi tijekom ravnanja kao ρ1, a obrnuto savijanje doseže stanje a'b'. U tom trenutku vanjska sila se uklanja i šipka može slobodno opružiti. Povratak u stanje a"b". Ako je a"b" ravna linija, svrha ravnanja je postignuta. Međutim, odnos između količine obrnutog savijanja i izvorne količine savijanja je nelinearan i na njega utječu plastičnost i oblik poprečnog presjeka materijala. Stoga ravnanje u stvarnoj proizvodnji često koristi višestruko obrnuto savijanje kako bi se smanjilo stanje savijanja šipke i kako bi ona zadovoljila zahtjeve.

slika

Slika 1. Principijelni dijagram metode ravnanja obrnutim savijanjem

Na temelju jednostavne metode ravnanja sa obrnutim savijanjem, razvijena je teorija rotirajućeg ravnanja sa obrnutim savijanjem. Kao što je prikazano na slici 2, stroj za ravnanje s kosim valjcima koji se koristi za ravnanje cijevi i šipki malih dimenzija usvaja ovu teoriju rotacijskog ravnanja. Površina valjka za ravnanje kosog valjkastog ravnala je hiperboloidna ploha nastala rotacijom hiperbole oko osi. Tijekom ravnanja, šipka se okreće prema naprijed pod utjecajem trenja valjka za ravnanje. Nakon što aksijalna vlakna šipke prođu kroz veliku elastično-plastičnu deformaciju, sposobnost odskoka postupno postaje konzistentna. Čak i ako je izvorno stanje savijanja različito, budući da je svako vlakno ekstrudirano i deformirano od malog do velikog, a zatim od velikog do malog mnogo puta, konačna otpornost šipke ima tendenciju da bude ista. Što se više puta ta deformacija ponovi, otpornost je veća. Što su sposobnosti bliže, to će učinak ravnanja biti bolji. Istraživanje je pokazalo da je učinak ravnanja kosog valjkastog ravnala povezan sa sljedećim uvjetima: broj točaka koje stvaraju zonu savijanja je najmanje četiri, odnosno proizvode se dvije efektivne zone ravnanja i obrnute zone savijanja; što je duža duljina krivulje zone savijanja, ispravljanje je bolji učinak; mora se održavati razuman geometrijski odnos između kuta skošenja valjka za ravnanje, udaljenosti valjaka i razmaka valjaka.

slika

Slika 2. Principijelni dijagram rotacijskog ispravljanja obrnutim savijanjem

Istraživanje i poboljšanjeprecizno kovana poluga od legure titanatehnologija ravnanja
eksperimentalna metoda
Ovo ispitivanje podijeljeno je u dvije skupine: prvo ispitivanje usredotočeno je na odnos između učinka ravnanja precizno kovanih šipki od legure titana istih specifikacija i različitih marki i kuta kosine valjka za ravnanje, a drugo ispitivanje istražuje učinak duljine zakrivljenosti na ravnanje precizno kovanih šipki od legure titana. posljedica. Ispravljena šipka ocjenjuje se pomoću platforme za korekciju i mjerača: ako zakrivljenost šipke nakon korekcije nije veća od 3 mm/1000 mm, bit će označena kao kvalificirana, a ako zakrivljenost šipke nije veća od 1 mm/ 1000 mm, bit će ocijenjen kao odličan. Oprema za ispitivanje je JBLR-130 (2-2-2) stroj za ravnanje Baoji Titanium Industry Company, a ispitni materijali su φ45mm TA2, TC4 i Ti55511 precizno kovane šipke od legure titana.
U prvom testu odabrane su precizno kovane šipke TA2, TC4 i Ti55511 s φ45 mm. Stroj za ravnanje prilagodio je tri seta razmaka valjaka i kutova skošenja valjaka (razmak valjka φ44 ~ φ44,5 mm, kut skošenja valjka ravnanja 37.0 stupnjeva; razmak valjka φ44.5- φ45 mm, skošenje valjka za ravnanje kut 37,2 stupnja; razmak valjaka φ43,5 ~ φ44 mm, skošeni kut valjka za ravnanje 36,8 stupnjeva) za ravnanje i zabilježite učinak ravnanja. U drugom ispitivanju odabrane su precizno kovane šipke TC4 promjera 45 mm za pojedinačno ravnanje. Prema redoslijedu dodavanja, tri para valjaka za ravnanje 2-2-2 stroja za ravnanje definirana su kao valjak za ravnanje 1, valjak za ravnanje 2 i valjak za ravnanje 3. U ispitivanju, kut skošenja valjka za ravnanje 1 i ravnanje valjak 2 usvaja optimalne podatke u testu 1, a kut skošenja i razmak valjaka valjka za ravnanje 3 povećavaju se na odgovarajući način kako bi se povećao radijus zakrivljenosti druge zone obrnutog savijanja ravnanja. Snimite efekt ravnanja.
Testni podaci
⑴Prvi podaci prvog testa: razmak valjka φ44 ~ φ44,5 mm, kosi kut valjka za ravnanje 37.0 stupnjeva
⑵Drugi podaci prvog testa: razmak valjka φ44,5 ~ φ45 mm, kosi kut valjka za ravnanje 37,2 stupnja
⑶Treći podaci testa 1: razmak valjka φ43,5 ~ φ44 mm, kut nagiba valjka za ravnanje 36,8 stupnjeva
⑷ Za drugi test, kut valjka za ravnanje 1 i valjka za ravnanje 2 odabran je na 37.0 stupnjeva, što ima najbolji učinak ravnanja u prvom testu, a kut valjka za ravnanje 3 je odgovarajuće povećan za test.
Eksperimentalna analiza
Analizom statističkih podataka triju testova u Eksperimentu 1 može se vidjeti da je učinak ravnanja različitih marki precizno kovanih šipki od legure titana usko povezan s razmakom valjaka i kosom valjka za ravnanje stroja za ravnanje. Nakon analize kosine valjka za ravnanje, kut je dominantan čimbenik koji utječe na učinak ravnanja, dok razmak valjka više utječe na kvalitetu površine ispravljene šipke. Tijekom testa, otkrili smo da je učinak ravnanja povezan sa spiralnom krivuljom koja se formira kada proizvod prolazi kroz stroj za ravnanje. Od TA2 do TC4 do Ti55511, kako plastičnost materijala postaje lošija, tvrdoća se povećava. Kako bi se postiglo potrebno ravnanje. Za zakrivljene krivine, kut kosine ravnanja mora se smanjiti. Stoga, čak i ako praznine imaju iste specifikacije, kako bi se postigao dobar učinak ravnanja, mora se uzeti u obzir utjecaj plastičnosti i tvrdoće same sirovine. Iz podataka Eksperimenta 2 možemo vidjeti da odgovarajuće povećanje kuta skošenja valjka za ravnanje 3 čini radijus obrnutog savijanja druge zone obrnutog savijanja ravnanja većim i odgovarajuće povećava duljinu krivulje zone obrnutog savijanja, što može poboljšati ravnanje . Posljedica. Međutim, kada kut skošenja valjka za ravnanje 3 prijeđe određeni granični kut, kvaliteta ravnanja će naglo pasti. Analizirani razlog je da kada se kut skošenja valjka za ravnanje 3 pretjerano poveća, ne može se formirati djelotvorno područje obrnutog savijanja za ravnanje i ne može se jamčiti učinak ravnanja. .
u zaključku
⑴ Prilikom ravnanja precizno kovanih šipki od legure titana, ne postoji striktni linearni odnos između kuta skošenja valjka za ravnanje i promjera šipke. Uzimajući u obzir utjecaj plastičnosti i tvrdoće materijala na obrnutu liniju savijanja ravnanja, za kvalitete s slabom plastičnošću i visokom tvrdoćom, potrebno je odgovarajuće smanjiti kut skošenja valjka za ravnanje kako bi se osigurala potrebna obrnuta linija savijanja za ravnanje. ⑵ Za stroj za ravnanje cijevi i šipki tipa (2-2-2), odgovarajuće povećajte kut skošenja valjka za ravnanje kako biste povećali obrnuti radijus savijanja i poboljšali učinak ravnanja. Međutim, kada je kut prevelik, ne može se formirati učinkovito područje ispravljanja i ponovnog savijanja, a učinak ispravljanja naglo opada.

——Članak odabran iz《Kovanje i žigosanje ekspresno izdanje 5, 2023.