Tehnologija kovanja in oblikovanje orodij titanove zlitine GR5

Titanova zlitina ima odlične celovite lastnosti, kot so nizka gostota, visoka specifična trdnost, odpornost na visoke temperature, odpornost proti koroziji in nemagnetne lastnosti. Odkovki iz titanove zlitine se pogosto ne uporabljajo samo v letalstvu in vesoljski proizvodnji, ampak tudi v ladjedelništvu, kemični industriji, avtomobilski industriji in medicinski opremi ter na drugih področjih. Industrija ima široko paleto aplikacij. Zato smo izbrali titanovo zlitino TC4 kot idealen material za izdelavo te povezovalne plošče. Ključne točke postopka kovanja in oblikovanja orodja:

1. Izbira specifikacij palice. Z analizo odseka tridimenzionalnega modela je razvidno, da se največji odsek odkovka nahaja na obeh koncih, ekvivalentni premer je φ90 mm, ekvivalentni premer ostalih odsekov pa φ68 mm. Velikost preseka odkovka je razmeroma enakomerna v smeri dolžine. Dolžina odkovka je 300 mm. Glede na naše izkušnje pri razvoju različnih odkovkov podobnih oblik, se konci lahko popolnoma oblikujejo šele, ko je dolžina palice blizu velikosti odkovka. Zato je dolžina palice na začetku izbrana kot 300 mm, nato pa se prostornina odkovka pomnoži z 1,25 kot palica. Prostornina in premer palice sta izračunana kot φ80 mm, specifikacija za zapiranje pa je na začetku določena kot φ80 mm × 300 mm.

2. Priprava palic iz titanove zlitine. Površina kovane (valjane) palice za kovanje ima trdo in krhko plast. To plast je treba odstraniti pred kovanjem, da preprečimo razpoke na površini surovca ​​med kovanjem. Če je premer večji od 50mm, se struženje običajno uporablja za odstranitev 5 mm. Če imajo nekateri deli po struženju še vedno napake, jih je treba odpraviti z brušenjem, globina brušenja pa ne sme presegati 0,5 mm. Oba konca palice sta R5 zaobljena, da preprečimo pokanje gredice med kovanjem.

3. Izbira opreme. Računska udarna sila odkovkov je 4000 t. Toplotna prevodnost titanove zlitine je nizka, 1/15 aluminija in 1/5 železa pri normalni temperaturi. Ko kovaško kladivo kuje titanove zlitine pri visoki hitrosti, je osrednji toplotni učinek nagnjen k pregrevanju, kar ima večji vpliv na zmogljivost odkovkov, deformacijska toplota, ki jo ustvarja stiskalnica, pa ni očitna. V skladu z zahtevami glede natančnosti kovanja in dejanskim stanjem opreme naše tovarne je kot oprema za kovanje izbrana visokoenergijska vijačna stiskalnica 5000 t.

4. Mazanje gredic. Temperatura predgretja gredice je 120±30 stopinj, predgrejte jo v peči za predgretje 20 minut, enakomerno razpršite mazivo za steklo in ga dajte v peč, ko se mazivo na površini gredice posuši.

5. Specifikacija ogrevanja. V skladu s standardom je začetna temperatura kovanja titanove zlitine TC4 96 0 stopinj, končna temperatura kovanja 800 stopinj, čas zadrževanja pa 0,8 min/mm. Titanove zlitine imajo nizko toplotno prevodnost. Da bi preprečili pregrevanje, oksidacijo in absorpcijo vodika, je treba nove peči in peči, ki že dolgo niso bile v uporabi, pred uporabo kuriti na zraku, da odstranimo vlago. Natančnost temperaturnega polja električne peči je ±10 stopinj. Če je temperatura previsoka, bo struktura groba in kristalna zrna bodo groba; če je temperatura prenizka, bo odpornost proti deformaciji visoka in zlahka pride do napak pri kovanju, kot so razpoke. Narišite ogrevalno krivuljo, prikazano na sliki 1.

Slika 1 Ogrevalna krivulja

6. Izdelava surovcev. Namen je razumno porazdeliti kovino. Ta izdelek zahteva nabiranje kovine na straneh in koncih odkovka. Zasnova oblike surovca ​​je zelo pomembna za oblikovni učinek predkovanja in končnega kovanja. Da bi se izognili pokanju zaradi čezmerne deformacije surovca, je deformacija surovca ​​manjša ali enaka 60 odstotkom, oblika oblike surovca ​​pa je prikazana na sliki 2.

7. Oblikovanje votline kalupa. Prvi ogenj zaključi izdelavo gredic in predkovanje, drugi ogenj pa končno kovanje in natančno kovanje. Obrezovanje, peskanje in brušenje po predkovanju lahko odstranijo površinske napake odkovkov in izboljšajo kakovost površine odkovkov po končnem kovanju; po drugi strani pa lahko obrezovanje zmanjša odpornost na preoblikovanje kovine, kar je koristno za debelino in velikost odkovkov. Kaviteta je zasnovana kot štiri kavitete (slika 3): izdelava gredic (levo zgoraj) → predkovanje (desno zgoraj) → končno kovanje (desno spodaj) → natančno kovanje (levo spodaj). Namen oblikovanja votline za natančno kovanje je izboljšati življenjsko dobo matrice in dimenzijsko natančnost odkovka. Za oblikovanje celotnega odkovka je razmeroma zapletena in globoka votlina odkovka postavljena na zgornjo matrico. Nadzor deformacije: Debelina rebraste plošče surovega kalupa je zasnovana tako, da znaša 21,5 mm, načrtovana debelina rebraste plošče po predkovanju je 12 mm, debelina končne rebraste plošče kovanja je 5,2 mm, končna deformacija kovanja pa je manj kot 30 odstotkov. Zmogljivost se poslabša. Temperatura predgretja kalupa: 200 ~ 300 stopinj.

Slika 2 Trdna zasnova izdelave surovcev

Slika 3 Postavitev votline

8. Oblikovanje kalupa za obrezovanje. Orodje za obrezovanje je zasnovano z 2 votlinama (slika 4). Na desni je votlina za obrezovanje po predkovanju. Med obrezovanjem se obdrži del rezine, ki se uporabi kot zgornji material med končnim kovanjem. Votlina na levi je votlina za obrezovanje po končnem kovanju. . Da bi zagotovili natančnost obrezovanja, je razmik med zgornjo in spodnjo matrico zasnovan tako, da znaša 0.8 mm. Struktura vodilnega droga in vodilne tulke je zasnovana za montažo in pozicioniranje obrezovalnega kalupa ter nadzor dimenzijske natančnosti reže med zgornjim in spodnjim kalupom.

9. Hlajenje in toplotna obdelava kovanja. Ko je odkovek zračno ohlajen, je toplotna obdelava žarjenja končana.

Slika 4 Matrica za obrezovanje

10. Onesnaženje in čiščenje med postopkom kovanja titanove zlitine. Pred segrevanjem je treba izdelek očistiti. Brez olja, železnih opilkov, kloridov, brez prstnih odtisov. V električni peči ne sme biti vodnega kamna in gredice. Spodnja obloga peči je po možnosti izdelana iz litega nerjavečega jekla. Za mazanje mora biti surovec prevlečen s steklom. sredstvom ali segreti v zaščitni atmosferi.