Metallurgisk bearbetningsteknik och rengöring av titanlegeringssmide

Med den ständiga utvecklingen av vetenskap och teknik blir kraven på materialegenskaper högre och högre. Titanlegeringar har gradvis blivit en forskningshotspot på grund av sina överlägsna egenskaper. Titanlegeringssmide är en viktig metallformningsprocess. Emellertid är smide av titanlegering benägna att få defekter såsom inneslutningar och beläggningar under tillverkningsprocessen, vilket påverkar smidets prestanda.

Många materialsmider och bearbetningsmetoder följer också ständigt upp. Produkter smidda av titanlegeringar har använts i stor utsträckning på marknaden. Smidesbearbetningstekniken blir mer och mer mogen. Titanlegeringssmidemetallurgi är relativt vanlig. Låt oss lära oss om smide av titanlegerings. av metallurgisk bearbetningsteknik och rengöring.

⑴. Snabb prototypteknik för direkt metalllasersintring

Snabb prototypteknik för direkt metalllasersintring använder omfattande avancerad laserteknik, pulverteknik och datorstyrningsteknik för att uppnå direkt bearbetning och formning av nästan täta metalldelar. Först används ett datorstödt designsystem (CAD) för att konstruera en tredimensionell delmodell av målprodukten, och sedan bryts den digitala modellen upp i en serie tvådimensionella lagerstrukturer. Datorn styr laserstrålens rörelse och pulverbeläggningssystemet rör sig synkront för att lägga legeringspulvret. Efter sintring av ett lager fint pulver börjar systemet att sintra ett nytt lager igen och bildar slutligen en tredimensionell enhet av produkten efter sintring lager för lager.

⑵. Elektronstråleselektiv beklädnadsteknik

Elektronstråleselektiv beklädnadsteknik är en tillverkningsteknik som använder högenergielektronstrålar för att bombardera förblandat titanblandat pulver och sintra det lager för lager. Titanmetallpulvret kommer att smälta och sintra till ett skikt under elektronstrålens bombardement och binda till det nedre skiktet som har kylts och bildats. Det svenska Arcam-företaget använde denna teknik för att utveckla EBM S12-systemet. Elektronstrålekällan i utrustningen värmer den övre glödtråden till över 2500 grader för att frigöra elektroner. De accelereras av anoden och passerar genom fokuseringsspolen för att bilda en nedåtriktad bombarderingselektronstråle. Elektronstrålens avböjning kan styras av ett magnetfält. , elektronstråleenergin styrs av ström, och den genererade effekten kan nå 4kW. Under bearbetningen sprider en pulverfördelare ett lager av pulver på arbetsplanet i vakuumkammaren, och sedan omvandlar arbetsstationen den tredimensionella modelleringsfilen för arbetsstycket till komponenter.

Lagerprofildata och överförs till styrsystemet. Baserat på avlästa profildata driver styrsystemet elektronstrålen för att utföra selektiv sintring enligt en specifik avsökningsbana. Titanmetallpulvret sintras och ackumuleras lager för lager under bombardemang av elektronstrålen tills det översta lagret av hela delen sintras. Pulverformen i det osintrade området förändras inte, och efter rengöring kan de nödvändiga tredimensionella titanlegeringsdelarna erhållas. Detta system används huvudsakligen vid tillverkning av titanlegeringskomponenter inom områdena flyg, rymd, bilar och medicinska implantat. Den sintrade Ti-6AI-4V titanlegeringen har en bra metallografisk struktur och utmärkta mekaniska egenskaper. Den rapporterade sträckgränsen är 910~940MPa, draghållfastheten är 950~990MPa, Rockwell-hårdheten är 30~35HRC och elasticitetsmodulen är 120GPa. Men i praktiska tillämpningar finns det fortfarande problem som att tillverkningsstorleken endast är begränsad (den maximala tillverkningsstorleken är endast 250x250x200 mm), och råmaterialet titanpulver måste levereras speciellt.

⑴ Defektanalys av smide av titanlegering

Under smidningsprocessen av smide av titanlegering, på grund av närvaron av inneslutningar såsom gaser och oxider i metallen, är det lätt att orsaka defekter som sprickor, porer och löshet i smidet, vilket allvarligt påverkar smidets prestanda. Därför är rengöring av smide ett viktigt steg för att förbättra kvaliteten på smide.

⑵Klassificering av rengöringsprocess för titanlegering

För närvarande inkluderar rengöringsprocesser för smide av titanlegering huvudsakligen mekanisk rengöring, kemisk rengöring och elektrolytisk rengöring. Mekanisk rengöring omfattar huvudsakligen kulblästring, poleringsrengöring etc.; kemisk rengöring omfattar huvudsakligen betning, alkalisk rengöring etc.; elektrolytisk rengöring innefattar främst elektrokemisk avlagring, elektrolytisk polering, etc.

⑴Rengöringseffekten är inte idealisk

På grund av egenskaperna hos titanlegering är dess ytoxidfilm svår att ta bort och är benägen att bli väteförspröd. Dessutom kan en del av rengöringsprocessen lätt leda till en ökning av ytjämnheten hos titanlegeringar, vilket påverkar utmattningsprestandan hos smide.

⑵ Rengöringsprocessen orsakar allvarliga miljöföroreningar

Vissa rengöringsprocesser kräver användning av kemiska reagenser som syror och alkalier, vilket lätt kan orsaka miljöföroreningar under användning.

⑶ Processen är komplex och kostnaden är hög

Rengöringsprocessen för smide av titanlegering är komplex och kräver flera processer, och vissa processer kräver användning av specialutrustning, vilket resulterar i högre kostnader.

Metallurgisk bearbetningsteknik och rengöring av titanlegeringssmide är av stor betydelse för att förbättra prestandan hos smide. Med tanke på de nuvarande problemen i rengöringsprocessen av titanlegeringssmide, inkluderar framtida utvecklingsriktningar främst gröna och miljövänliga, högeffektiva och lågkostnads- och högpresterande typer. Genom kontinuerlig optimering och förbättring av rengöringsprocesser kommer det att ge starkt stöd för den breda tillämpningen av titanlegeringssmide inom flyg, rymd, medicinska och andra områden.