Kādas ir kalšanas metodes titāna kalumiem
Titāns un tā sakausējumi ieņem galveno pozīciju kosmosa, enerģijas un medicīniskajos laukos to augstās specifiskās izturības, korozijas izturības un bioloģiskās savietojamības dēļ. Tomēr Titāna augstajai ķīmiskajai aktivitātei, zemai siltumvadītspējai un augstai izturībai pret deformāciju ir nepieciešama kalšanas process, lai pārsniegtu tradicionālās metālu darba ierobežojumus.
Bezmaksas kalšana: elastīgs risinājums pamata sagatavošanas veidošanai
Bezmaksas kalšana, kas izmanto āmurēšanu vai presi, lai brīvi deformētu sagatavi starp augšējo un apakšējo lāpstiņu, ir titāna kalšanas ražošanas fundamentālākais process. Tās galvenās funkcijas ir vienkāršs instruments un aprīkojums, augsta daudzpusība un zemas izmaksas, padarot to piemērotu viengabala vai mazas partijas ražošanai. Bezmaksas kalšana var novērst liešanas defektus un uzlabot mehāniskās īpašības, taču tā paļaušanās uz manuālu darbu rada zemu kalšanas precizitāti, lielas apstrādes piemaksas un grūtības veidot sarežģītas struktūras. Tāpēc to galvenokārt izmanto lielos kalnos sagatavošanas procesā, piemēram, sagatavot sagataves stieņos vai vienkāršās formās, piemēram, apaļās vai taisnstūrveida formās, liekot pamatus turpmākai apdarei.
Die kalšana: precīzas formēšanas "vispārizglītojošais ceļš"
Die kalšana ierobežo metāla plūsmu, norobežojot die, ievērojami uzlabojot dimensiju precizitāti un virsmas kvalitāti. Tas ir titāna kalnu masveida ražošanas galvenais process. Balstoties uz die struktūru, die kalšanu var iedalīt šādās trīs kategorijās:
Atveriet miršanas kalšanu (Flash Die kalšana):Die ir aprīkots ar zibspuldzes rievām. Sākotnēji metāls aizpilda die dobumu, un pārpalikums ieplūst zibspuldzes rievās, veidojot šķērsvirziena zibspuldzi. Kad zibspuldze samazinās un temperatūra pazeminās, palielinās pretestība pret metāla plūsmu, liekot vairāk materiāla die dobumā. Šis process ir piemērots sarežģītu kalumu masveida ražošanai, taču tam ir nepieciešama turpmāka zibspuldzes noņemšana, kā rezultātā tiek izmantota zema materiāla izmantošana.
Slēgta mirstība (bez zibspuldzes mirstības kalšana):Die ir noslēgts no visām pusēm, un metālu izmet tikai caur garenvirziena zibspuldzi. Materiālu izmantošana var sasniegt vairāk nekā 90%. Slēgtai kalšanai ir nepieciešama stingra izturība un temperatūras kontrole, bet tā var sasniegt augstu precizitāti (tolerance ± 0,2 mm) un zemu virsmas raupjumu (RA mazāks vai vienāds ar 1,6 μm), padarot to piemērotu kalumu iegūšanai ar augstām precizitātes prasībām.
Ekstrūzijas miršanas kalšana:Apvienojot ekstrūzijas un die kalšanas īpašības, dobus vai cietus kalumus rada uz priekšu vai reversu ekstrūziju. Ekstrūzijas kalšana var uzlabot graudus un palielināt materiāla blīvumu, taču tam nepieciešami lieli ieguldījumi aprīkojumā un sarežģīts process.
Specialty Die kalšana: tehnoloģiskais līdzeklis, lai izlauztos cauri sarežģītām struktūrām
Dziļām dobumiem, plānām sienām vai īpašas formas struktūrām, kuras ir grūti sasniegt ar tradicionālo die kalšanu, speciālā die kalšanas tehnoloģija izmanto daudzvirzienu slodzi vai izotermisku kontroli, lai izlauztu titāna sakausējumu deformācijas robežas:
Daudzvirzienu mirstības kalšana:Uz daudzvirzienu die kalšanas mašīnas kombinētā vertikālā un horizontālā slodze liek metālam plūst uz āru no die dobuma centra, sasniedzot sarežģītu struktūru vienpakāpju veidošanos. Šis process var veidot dziļus dobumus ar ribu malu attiecībām, kas lielākas vai vienādas ar 10: 1, izvairoties no metināšanas defektiem, ko izraisa soli pa solim kalšana.
Izotermiska mirstība:Die tiek uzkarsēta līdz tādai pašai temperatūrai kā sagatave (parasti 30–50 grādi zem transformācijas temperatūras), un kalšana tiek pabeigta nemainīgā temperatūras apstākļos. Izotermiska mirstība samazina deformācijas izturību un ir piemērota augstas precizitātes, plānu sienu kalumu ražošanai (sienas biezums ir mazāks vai vienāds ar 2 mm). Tomēr tai nepieciešama augstas precizitātes temperatūras kontroles sistēma (temperatūras svārstības ir mazāka vai vienāda ar ± 3 grādiem) un siltumizturīgiem materiāliem.
Segmentālā mirstība:Īpaši lieliem kalumiem (piemēram, raķešu sprauslām ar diametru, kas ir lielāks vai vienāds ar 3 m), segmentētu die kalšanas vai pamatnes plāksnes kalšana tiek izmantota, lai samazinātu aprīkojuma tonnāžas prasības. Segmentālā die kalšana var radīt ārkārtīgi lielus kalumus uz vidēja lieluma hidrauliskām presēm, taču, lai izvairītos no stresa koncentrācijas, ir nepieciešams optimizēts segmenta interfeisa dizains.
Inovatīvi procesi: robežas veiktspējas optimizācijā
Palielinoties titāna sakausējumu veiktspējas prasībām, pastāvīgi parādās novatoriski procesi:
Beta kalšana:Kalšana virs beta transformācijas temperatūras var uzlabot kalnu izturību pret šļūdes izturību un izturību pret lūzumu, taču, lai izvairītos no beta trausluma, ir nepieciešama stingra temperatūras kontrole.
Superplastiskā kalšana:Superplastiskā ārstēšana rada smalkus, vienādus graudus materiālā, apvienojumā ar izotermisku kalšanu, lai sasniegtu lielas deformācijas (pagarinājums var sasniegt 300%-500%), padarot to piemērotu kalumu ražošanai ar ārkārtīgi sarežģītām formām.
Daudzvirzienu kalšanas cikls:Izmantojot vairākus kalšanas ciklus, tiek optimizēta deformācijas sadalījums, tiek pastiprināta mikrostruktūras vienveidība, un deformācija vienā ciklā tiek kontrolēta no 50% līdz 80%, kā rezultātā tiek uzlabota graudu uzlabošana un liešanas defektu novēršana.
Kalšanas procesu atlase titāna kalumiem prasa visaptverošu detaļu struktūras, veiktspējas prasību, ražošanas izmaksu un aprīkojuma pieejamības apsvēršanu. Sākot no elastīgās atvērtās die kalšanas veidošanas līdz specializētu mirdzumu precīzas veidošanās veidošanai līdz inovatīvu procesu veiktspējas optimizēšanai, katrai tehnoloģijai ir galvenais sasniegums titāna sakausējumu pārveidošanā no "grūti veidojamiem materiāliem" uz "augstas veiktspējas struktūras komponentiem".
