Investigação sobre a tecnologia de forjamento a quente de barras de liga de titânio

Analisámos as vantagens do carregamento parcial tecnologia de forjamento a quente em formaanalisou as propriedades mecânicas e a microestrutura do peças forjadase concluímos que o método de carregamento parcial e a tecnologia de forjamento a quente podem obter produtos de liga de titânio de qualidade fiável com propriedades mecânicas muito melhores do que os requisitos de conceção e podem satisfazer os requisitos básicos das empresas para a qualidade das barras de liga de titânio. Os resultados da nossa investigação podem ajudar a promover a utilização desta tecnologia e fornecer uma referência para melhorar a processo de forjamento.

Barras de liga de titânio têm geralmente uma estrutura de reforço elevado, forma complexa, tamanho de peças grandes e requisitos de precisão de produção de barras elevados, tornando as barras de liga de titânio difíceis de processar. O método tradicional de processamento de barras de liga de titânio baseia-se em forjá-las em espaços em branco de forma simples e, em seguida, combinado com a moderna maquinação de controlo numérico e outros métodos para processá-las uma a uma, o que aumenta o custo de processamento e reduz significativamente a força da qualidade do produto obtido.

Por conseguinte, a procura de um desempenho de processamento estável melhora a utilização da tecnologia de materiais quando a atual necessidade urgente de resolver um dos problemas. O processo de forjamento em matriz é uma nova tecnologia de processamento de barras de liga de titânio que pode reduzir os custos de processamento e melhorar a utilização do material.

1. Tecnologia de conformação de barras com carga local em matriz quente

1.1 Visão geral da tecnologia de enformação por carga parcial

Forjamento de barras são peças forjadas circulares complexas, compostas por barras e reforços, e a teia e o reforço aumentam a dificuldade de forjar. Por conseguinte, no processo de conceção do forjamento, deve ser considerada a influência da pressão da matriz no forjamento. A fim de evitar eficazmente que a carga global no processo de forjamento a quente cause uma grande quantidade de fluxo de metal ao longo da direção radial e, em seguida, apareça vórtice, dobragem, desordem e outros fenómenos, são utilizadas a almofada de carga local e a almofada de anel. O tarugo de teste é colocado no meio do tapete de anel no teste de deformação de forjamento a quente. O tapete de carga parcial é colocado entre o lingote e a matriz superior, o que pode efetivamente garantir que a deformação do fluxo de metal é totalmente preenchida na cavidade da matriz, evitando eficazmente os problemas de vórtice, turbulência, etc. ao longo do fluxo radial.

O forjamento a quente do tipo barra causado pela tecnologia de processamento de moldagem é geralmente usado no método de carregamento geral, a tecnologia de carregamento geral no processo de formação. Quando a barra de reforço enche até certo ponto, a resistência de enchimento da barra aumenta significativamente, resultando em um grande número de metais ao longo do centro do fluxo da barra ao redor ou ao longo do fluxo radial e causando desordem, dobragem, vórtice e outros fenômenos, e finalmente fazer o enchimento de forjamento não está no lugar, fazendo com que a qualidade do forjamento não esteja de acordo com o padrão. Suponhamos que o método de carregamento global é alterado para o método de formação passo-a-passo de carregamento parcial no processo de enchimento. Nesse caso, a direção do fluxo de metal pode ser efetivamente controlada de modo a que o metal possa ser totalmente preenchido até ao fundo do reforço, evitando ao máximo o problema do metal que flui na direção radial. A probabilidade dos problemas acima referidos pode ser melhor evitada.

1.2 Principais etapas da tecnologia de conformação por carga parcial

O processo de formação de forjamento a quente é dividido em duas etapas principais, de acordo com as características das barras forjadas a serem testadas. O primeiro passo é o estágio de pré-formação da peça de trabalho da barra; o processo é produzir deformação axial do tarugo sob a influência da pressão de avaliação da almofada de carregamento local, preencher a nervura inferior da matriz e outras posições com prioridade e transportar o fluxo de metal ao longo da direção radial até o preenchimento completo da posição da almofada do anel; porque a área de contato relativa entre a matriz e o tarugo no processo de enchimento é pequena, juntamente com a velocidade de deformação do fluxo de metal é de alta velocidade, portanto, no carregamento local, a perda de calor do tarugo durante o processo é pequena. A parte pré-formada da peça de trabalho pode ser obtida. Com base no primeiro passo, a parte pré-formada é finalmente formada, ou seja, a almofada de anel e a almofada de carga parcial são removidas do forjamento da barra, e a parte pré-formada é aquecida até 950°C e colocada na cavidade inferior da matriz para o processo de formação final. A espessura do lingote é gradualmente reduzida durante o processo de pós-formação, pelo que a área de contacto com a matriz é gradualmente aumentada. Além disso, a carga de deformação aumenta significativamente devido à rápida redução da temperatura durante o processo de conformação final.

1.3 Características da microestrutura do forjamento de barras a quente após a formação

Após as duas etapas importantes do forjamento a quente, as peças forjadas foram recozidas e a microestrutura das peças forjadas foi observada.

Uma vez que a temperatura de recozimento está próxima do ponto de mudança de fase da barra de liga de titânio, o conteúdo incipiente de fase α na microestrutura da liga de titânio é relativamente pequeno. A análise de defeitos das peças forjadas mostrou que não foram encontrados defeitos de deformação óbvios nas peças forjadas, o que indica que a qualidade das barras obtidas por este método é fiável.

Em comparação com o processo de forjamento tradicional, a tecnologia de forjamento a quente com carga parcial melhorou significativamente a taxa de utilização de matérias-primas, reduziu significativamente o desperdício de material e indiretamente reduziu o custo de forjamento. Em resumo, o método de carregamento parcial e a tecnologia de forjamento a quente podem obter produtos de liga de titânio de qualidade fiável com propriedades mecânicas muito melhores do que os requisitos de design e podem satisfazer os requisitos básicos das empresas para a qualidade das barras de liga de titânio.

2. Introdução ao processo de forjamento a quente de barras tradicionais comuns

A tecnologia de forjamento a quente padrão para barras, para além da tecnologia de formação de carga local, o processo de forjamento padrão inclui:

• ① α + β tecnologia de forjamento, a tecnologia está nas condições de taxa de deformação média será α liga ou α + β liga na tecnologia de processo de forjamento de temperatura de transição β, a tecnologia tem as vantagens de baixo custo, operação simples, mais amplamente utilizado; a tecnologia no processo de forjamento é propensa ao superaquecimento local, fácil de causar rachaduras na superfície dos forjados, mas com a melhoria do processo de forjamento de tecnologia, gradualmente e com sucesso forjado Forjados com alta precisão e acabamento de superfície lisa;
• ② Tecnologia de forjamento β, a tecnologia está na fase β das condições de alta temperatura da liga de titânio para completar o processo de forjamento, com forjados de alta precisão, as vantagens da pequena resistência à deformação, melhoram significativamente a vida útil dos forjados; microestrutura de liga de titânio na interface de cristal de fase α aumentou significativamente, principalmente na organização de cesta líquida, melhorar a resistência à fluência e força da liga de titânio;
• ③ A tecnologia de forjamento sub-beta é um processo de forjamento em que as peças forjadas são aquecidas na região da fase beta. Em contraste, o processo de forjamento e conformação é concluído na região de duas fases. A tecnologia tem características semelhantes ao forjamento beta, que quebra principalmente a fase alfa do limite primeiro no processo de forjamento. A fase alfa na região de limite gradualmente se transforma em equiaxialização alfa, melhorando assim o desempenho geral da liga de titânio.

3. Conclusão

Em resumo, a barra de liga de titânio tem uma ampla perspetiva de aplicação em campos modernos devido ao seu desempenho superior. O artigo toma como ponto de partida a tecnologia de formação de forjamento a quente da barra de liga de titânio, analisa as vantagens da tecnologia de formação de forjamento a quente de carga parcial a partir de dois aspectos, analisa as propriedades mecânicas e a microestrutura dos forjados e conclui que o método de carregamento e a tecnologia de formação de forjamento a quente selecionada neste artigo podem obter produtos de liga de titânio de qualidade confiável, cujas propriedades mecânicas são muito melhores do que os requisitos de design e podem atender aos requisitos de qualidade da empresa para a barra de liga de titânio. As propriedades mecânicas são muito melhores do que os requisitos de design e podem atender aos requisitos básicos da empresa para a qualidade das barras de liga de titânio.

Fonte:  China Barra de liga de titânio: www.titaniuminfogroup.com