Tehnologija kovanja i dizajn alata titanske legure GR5
Legura titana ima izvrsna sveobuhvatna svojstva kao što su niska gustoća, visoka specifična čvrstoća, otpornost na visoke temperature, otpornost na koroziju i nemagnetska svojstva. Otkivci od legure titana ne samo da se naširoko koriste u zrakoplovstvu i svemirskoj proizvodnji, već iu brodogradnji, kemijskoj industriji, automobilskoj industriji i medicinskoj opremi i drugim područjima. Industrija ima širok raspon primjena. Stoga smo odabrali leguru titana TC4 kao idealan materijal za izradu ove spojne ploče. Ključne točke procesa kovanja i dizajna alata:
1. Odabir specifikacija šipki. Analizom presjeka trodimenzionalnog modela može se vidjeti da se najveći presjek otkovka nalazi na oba kraja, ekvivalentni promjer je φ90mm, a ekvivalentni promjer ostalih dijelova je φ68mm. Veličina poprečnog presjeka otkivka relativno je ujednačena u smjeru dužine. Duljina otkivka je 300 mm. Prema našem iskustvu u razvoju različitih otkivaka sličnog oblika, samo kada je duljina šipke blizu veličine otkivka, krajevi se mogu potpuno oblikovati. Stoga je duljina šipke početno odabrana kao 300 mm, a zatim se volumen otkivka množi s 1,25 kao šipka. Volumen i promjer šipke izračunavaju se kao φ80 mm, a specifikacija za brisanje početno se određuje kao φ80 mm × 300 mm.
2. Priprema šipki od legure titana. Površina kovane (valjane) šipke za kovanje ima tvrd i krt sloj. Ovaj sloj je potrebno ukloniti prije kovanja kako bi se izbjegle pukotine na površini preratka tijekom kovanja. Kada je promjer veći od 5 0 mm, tokarenje se općenito koristi za uklanjanje 5 mm. Nakon tokarenja, ako neki dijelovi još uvijek imaju nedostatke, potrebno ih je ukloniti brušenjem, a dubina brušenja ne smije biti veća od 0,5 mm. Oba kraja šipke su zaobljena R5 kako bi se spriječilo pucanje gredice tijekom kovanja.
3. Odabir opreme. Računska sila udara otkivaka je 4000t. Toplinska vodljivost legure titana je niska, 1/15 aluminija i 1/5 željeza pri normalnoj temperaturi. Kada kovački čekić kuje legure titana velikom brzinom, središnji toplinski učinak je sklon pregrijavanju, što ima veći utjecaj na performanse otkovaka, a toplina deformacije koju stvara preša nije očita. U skladu sa zahtjevima točnosti kovanja i stvarnom situacijom opreme naše tvornice, visokoenergetska vijčana preša od 5000 t odabrana je kao oprema za kovanje.
4. Podmazivanje gredica. Temperatura predgrijavanja trupca je 120±30 stupnjeva, prethodno ga zagrijavajte u peći za predgrijavanje 20 minuta, ravnomjerno raspršite mazivo za staklo i stavite ga u peć nakon što se mazivo na površini trupca osuši.
5. Specifikacija grijanja. Prema standardu, početna temperatura kovanja TC4 legure titana je 96 0 stupnjeva, konačna temperatura kovanja je 800 stupnjeva, a vrijeme zadržavanja je 0,8 min/mm. Legure titana imaju nisku toplinsku vodljivost. Kako bi se spriječilo pregrijavanje, oksidacija i apsorpcija vodika, nove peći i peći koje nisu bile korištene dulje vrijeme moraju se ložiti na zrak kako bi se uklonila vlaga prije uporabe. Točnost temperaturnog polja električne peći je ±10 stupnjeva. Ako je temperatura previsoka, struktura će biti gruba i kristalna zrnca će biti gruba; ako je temperatura preniska, otpornost na deformaciju bit će visoka i lako će se pojaviti nedostaci kovanja kao što su pukotine. Nacrtajte krivulju grijanja prikazanu na slici 1.
Slika 1 Krivulja grijanja
6. Izrada praznina. Svrha je razumno rasporediti metal. Ovaj proizvod zahtijeva skupljanje metala na stranama i krajevima otkovka. Oblikovanje oblika uzorka vrlo je važno za učinak oblikovanja prethodnog i završnog kovanja. Kako bi se izbjeglo pucanje zbog prekomjerne deformacije blanka, deformacija blanka je manja ili jednaka 60 posto, a dizajn oblika blanka prikazan je na slici 2.
7. Dizajn šupljine kalupa za kovanje. Prva vatra dovršava izradu trupaca i predkovanje, a druga vatra završno kovanje i precizno kovanje. Obrezivanje, pjeskarenje i brušenje nakon prethodnog kovanja mogu ukloniti površinske nedostatke otkivaka i poboljšati kvalitetu površine otkivaka nakon završnog kovanja; s druge strane, obrezivanje može smanjiti otpornost na oblikovanje metala, što je korisno za debljinu i veličinu otkovaka. Šupljina je oblikovana kao četiri šupljine (slika 3): izrada trupaca (gore lijevo) → predkovanje (gore desno) → završno kovanje (dolje desno) → precizno kovanje (dolje lijevo). Svrha projektiranja šupljine za precizno kovanje je poboljšati životni vijek matrice i točnost dimenzija kovanja. Da bi se formirao potpuni otkivac, relativno složena i duboka šupljina otkivka postavlja se na gornju matricu. Kontrola deformacije: Debljina rebraste ploče slijepog kalupa projektirana je na 21,5 mm, projektirana debljina rebraste ploče nakon prethodnog kovanja je 12 mm, debljina završne rebraste ploče kovanja je 5,2 mm, a konačna deformacija kovanja je manje od 30 posto. Performanse degradiraju. Temperatura predgrijavanja kalupa: 200 ~ 300 stupnjeva.
Slika 2 Čvrsti dizajn izrade praznina
Slika 3 Raspored šupljine
8. Dizajn kalupa za podrezivanje. Alat za podrezivanje ima 2 šupljine (slika 4). S desne strane je šupljina za obrezivanje nakon prethodnog kovanja. Tijekom obrezivanja, dio bljeska se zadržava kako bi se koristio kao gornji materijal tijekom završnog kovanja. Šupljina s lijeve strane je šupljina za obrezivanje nakon završnog kovanja. . Kako bi se osigurala točnost podrezivanja, razmak između gornje i donje matrice projektiran je na 0.8 mm. Struktura stupića vodilice i rukavca vodilice dizajnirana je za montažu i pozicioniranje kalupa za podrezivanje i kontrolu točnosti dimenzija razmaka između gornjeg i donjeg kalupa.
9. Hlađenje i toplinska obrada otkova. Nakon što se otkivak ohladi zrakom, toplinska obrada žarenja je završena.
Slika 4 Matrica za rezanje
10. Onečišćenje i čišćenje tijekom procesa kovanja legure titana. Prije zagrijavanja blank treba očistiti. Bez ulja, željeznih strugotina, klorida, bez otisaka prstiju. U električnoj peći ne smije biti kamenca i gredica. Poželjno je da je donja obloga peći izrađena od lijevanog nehrđajućeg čelika. Prazninu treba premazati staklom radi podmazivanja. agenta ili zagrijavati u zaštitnoj atmosferi.
