チタン合金鍛造プロセス: 原料から二相合金の完全な変換へ

チタン合金軽量、高強度、優れた耐食性で知られる航空宇宙、医療、化学産業などの分野で広く使用されています。 鍛造プロセスはチタン合金の加工における重要なステップであり、その品質は最終製品の性能に直接影響します。 この記事では、チタン合金鍛造プロセスの7つの重要な要素について詳しく説明します。ビレットの準備、加熱、潤滑、鍛造、クリーニング、ダイの設計、そして二相チタン合金の鍛造。

1.ビレットの準備

チタン合金ビレットは、鍛造の前に慎重に準備する必要があります。 ビレットの表面は、明らかな欠陥や不純物のない平らな表面を確保するために、粗い機械加工または研削を行う必要があります。 バーは通常、回転またはセンターレス研削によって処理されます。 ビレットを切断するときは、ガス切断で発生する可能性のある熱の影響を受けたゾーンや酸化を避けるために、バンドソーをお勧めします。

2.暖房

加熱プロセス中に、最初に炉底からスラグを取り除き、きれいな炉環境を確保するためにスケールする必要があります。 チタン合金は、水素飽和を遅くし、酸化とガス汚染を減らすために、酸化雰囲気中で加熱する必要があります。 同時に、穀物の成長を最小限に抑えるために、加熱温度と時間を厳密に制御する必要があります。 また、ダイは250〜350 ℃ に予熱し、その温度で12時間以上保持して、ダイとチタン合金との間の温度差を減らす必要があります。

3.潤滑

チタン合金は鍛造中の流動性が低いため、鍛造前にダイを潤滑する必要があります。 潤滑は、チタン合金の流動性を向上させ、鍛造部分がダイに付着するのを防ぐことができます。 一般的な潤滑剤は、コロイド状グラファイトと水の混合物、または油ベースまたは水ベースの溶液と混合されたグラファイトを含む。

4.鍛造

チタン合金ダイ鍛造の変形量は一般に40% と80% の間で制御されます。 最終加熱後、金属全体が均一に変形し、変形プロセス中の温度分布は、過度に低い温度での変形によるひび割れを防ぐためにもする必要があります。 二相チタン合金の場合、熱処理法では粒子の微細化は達成できず、変形によってのみ達成できるため、十分な変形が特に重要です。

5.クリーニング

鍛造後にチタン合金の表面に脆い酸化物層が形成され、その後の鍛造中に下にある金属のひび割れにつながる可能性があります。 したがって、各鍛造サイクルの後、サンドブラストなどの方法で酸化物層を除去する必要があります。

6.デザインを死ぬ

チタン合金鍛造金型の設計は、鋼製鍛造金型の設計とは異なります。 チタン合金鍛造ダイの収縮率は比較的小さく、通常、鋼製鍛造ダイと比較して1:1.87の比率です。 同じ深さと複雑さのダイキャビティを使用する場合、チタン合金鍛造ダイは鋼製鍛造ダイよりも50% 厚くなります。 さらに、ダイのフィレット半径はより大きくなければならず、ダイキャビティ表面はより高い滑らかさの要件を有するべきである。

7.二相チタン合金の鍛造

二相チタン合金を全相領域で鍛造する場合、高温でのチタン合金の鍛造性能または鍛造部品のノッチ靭性を向上させることができます。 高い総合性能の鍛造部品を実現するには、鍛造後の合金の微細構造を一定の範囲内で制御する必要があります。 同相の含有量は15% から30% の間で制御する必要があります。多すぎるとノッチの靭性が低下し、少なすぎると伸びが低下する可能性があります。 鍛造部分の相の含有量が高すぎると、その特性は熱処理によって回復することができます。

要約すると、チタン合金鍛造プロセスは、いくつかの重要な要素を含む複雑で正確な手順です。 各ステージを慎重に制御することで、チタン合金鍛造品の品質と性能を最適化できます。