Procesamiento de productos de aleacion de titanio: corte, rectificado, extrusion, forja, proceso de fundicion
Palabras clave: aleación de titanio, rendimiento de procesamiento de productos de aleación de titanio, corte, rectificado, extrusión, forja, proceso de fundición de piezas de aleación de titanio
Rendimiento de procesamiento de extrusión de titanio
Debido a la alta actividad química del titanio y las aleaciones de titanio, es probable que reaccione violentamente con N, O y N en el aire y reacciona fácilmente con refractarios comúnmente utilizados en la fundición. La fundición de titanio y aleaciones de titanio, especialmente la fundición por inversión, es mucho más difícil que la fundición por inversión de aluminio y acero, que se puede lograr mediante métodos especiales. Al comienzo del desarrollo del titanio fundido, el desarrollo del proceso de fundición se retrasa con respecto a la tecnología de procesamiento de presión. Por lo tanto, una aleación de titanio de resistencia media que tiene una cierta deformación, como TiO6AlO4V, TiO5AlO2.5Sn o similares, se selecciona como material de aleación de fundición. Estas aleaciones todavía son ampliamente utilizadas hoy en día. Sin embargo, con el desarrollo de procesos y aplicaciones de fundición de titanio, se han mejorado los requisitos de rendimiento de varios aspectos de las aleaciones de titanio fundidas, y ha aumentado la complejidad estructural de las fundiciones. En el pasado, el argumento de que "todas las aleaciones de titanio deformadas son adecuadas para su uso como aleaciones de fundición" debe corregirse. A medida que aumenta la temperatura de operación y la fuerza de trabajo de la aleación, la cantidad y la cantidad de elementos agregados en la aleación aumentan en consecuencia. Sin embargo, es necesario considerar las propiedades de fundición de la aleación, la estructura cristalina de la zona de solidificación fluidizada y las propiedades mecánicas. Es decir, la composición química de la aleación debe ajustarse de acuerdo con los requisitos del proceso de fundición.
Maquinabilidad de piezas de corte de aleación de titanio
Las aleaciones de titanio tienen una alta resistencia y una alta dureza, por lo que se requiere un alto equipo de procesamiento, y los moldes y herramientas deben tener una alta resistencia y una gran dureza. Al cortar, el área de contacto entre la viruta y la cara del rastrillo es pequeña y la tensión en la punta es grande. En comparación con el acero 45, la fuerza de corte de la aleación de titanio es solo 2/3 - 3/4, pero el área de contacto entre el chip y la cara del rastrillo es pequeña (solo 1/2 - 2/3 de acero 45), por lo que la herramienta de corte La cuchilla está sometida a una mayor tensión y el filo es fácil de usar, la aleación de titanio tiene un gran coeficiente de fricción y una baja conductividad térmica (solo 1/4 y 1/16 de hierro y aluminio, respectivamente); La longitud de contacto entre la herramienta y la viruta es corta, y el calor de corte se acumula en un área pequeña cerca del borde de corte, que no se disipa fácilmente. Estos factores resultan en temperaturas de corte más altas para las aleaciones de titanio, lo que puede conducir al desgaste acelerado de la herramienta y afectar la calidad del procesamiento. Debido al bajo módulo de elasticidad de la aleación de titanio, la pieza de trabajo rebota considerablemente durante el proceso de corte, lo que puede causar el desgaste de la superficie del diente de la herramienta y la deformación de la pieza de trabajo; La aleación de titanio tiene una alta actividad química a altas temperaturas y reacciona fácilmente con las impurezas de los gases como el hidrógeno y el oxígeno en el aire para formar una capa endurecida, lo que agrava aún más el desgaste de la herramienta; En el procesamiento de aleación de titanio, el material de la pieza de trabajo se adhiere fácilmente a la superficie de la herramienta y la temperatura de corte es alta, por lo que la herramienta es propensa al desgaste por difusión y al desgaste por adherencia.
Rendimiento de la molienda de productos de aleación de titanio
La aleación de titanio tiene propiedades químicas, es fácil de afinar, se adhiere al abrasivo a altas temperaturas, bloquea la muela abrasiva, hace que la muela abrasiva envejezca, reduce el rendimiento de la muela y garantiza la precisión de la muela. El desgaste de la muela también aumenta el área de contacto entre la muela y la pieza de trabajo, lo que resulta en un deterioro de la condición de disipación de calor, un aumento brusco de la temperatura de la zona de muela y una gran tensión térmica en la superficie de la muela, lo que provoca quemaduras parciales y grietas en la pieza de trabajo. Las aleaciones de titanio tienen una alta resistencia y una alta tenacidad, lo que dificulta la separación de las hojas abrasivas durante el proceso de esmerilado, aumenta la fuerza de esmerilado y aumenta el consumo de energía de esmerilado en consecuencia. Las aleaciones de titanio tienen una conductividad térmica baja, un calor específico bajo y una transferencia de calor lenta durante el esmerilado, lo que produce una acumulación de calor en la región del arco, lo que provoca un fuerte aumento de la temperatura de la región abrasiva.
Rendimiento de procesamiento de extrusión de titanio
En el proceso de extrusión de titanio y aleaciones de titanio, se requieren altas temperaturas de extrusión y altas velocidades de extrusión para evitar una caída excesiva de temperatura, y el tiempo de contacto entre el blanco de alta temperatura y el molde se debe acortar lo más posible. Por lo tanto, la matriz de extrusión debe seleccionar un nuevo tipo de material de molde resistente al calor, y la velocidad del transporte de la pieza en bruto desde el horno de calentamiento al cilindro de extrusión también debe ser rápida. En vista del hecho de que los metales se contaminan fácilmente con gases durante el calentamiento y la extrusión, se deben tomar las medidas de protección adecuadas. Se debe seleccionar un lubricante adecuado durante el proceso de extrusión para evitar la unión del molde, como la extrusión de manguito y la extrusión de lubricación de vidrio. Debido a la gran deformación del efecto térmico del titanio y las aleaciones de titanio, la conductividad térmica es pobre, por lo que se debe tener especial cuidado para evitar que la deformación por extrusión se sobrecaliente. El proceso de extrusión de aleaciones de titanio es más complicado que el proceso de extrusión de aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre y aceros uniformes, que está determinado por las propiedades físicas y químicas especiales de las aleaciones de titanio. En el moldeo por extrusión en caliente de aleación de titanio convencional, la temperatura del molde es baja, la temperatura de la superficie del tocho en contacto con el molde se reduce rápidamente y la temperatura dentro del tocho aumenta debido al calor de la deformación. Debido a que la conductividad térmica de la aleación de titanio es baja y la temperatura de la superficie disminuye, el calor de la capa interna no se puede transferir a la capa de la superficie a tiempo, y puede ocurrir una capa endurecida de la superficie, por lo que la deformación es difícil de continuar. Al mismo tiempo, la capa superficial y la capa interna generan un gran gradiente de temperatura, e incluso si se puede formar, es fácil causar deformación y desigualdad del tejido.
Procesamiento de forja de titanio
Las aleaciones de titanio son muy sensibles a los parámetros del proceso de forja. Las variaciones en la temperatura de forjado, la deformación, la deformación y la velocidad de enfriamiento causarán cambios en la estructura y propiedades de la aleación de titanio. Con el fin de controlar mejor las propiedades estructurales de las piezas forjadas, las técnicas avanzadas de forja, como la forja en caliente y la forja isotérmica, se han utilizado ampliamente en la producción de forja de aleaciones de titanio en los últimos años. La plasticidad de las aleaciones de titanio aumenta al aumentar la temperatura. En el rango de temperatura de 1000-1200 ° C, la plasticidad alcanza un máximo y se permite que el grado de deformación alcance el 70% - 80%. El rango de temperatura de forjado de la aleación de titanio es estrecho, debe controlarse estrictamente de acuerdo con la temperatura de transición (α + β) / β (excepto para la fundición de lingotes), de lo contrario los granos β crecerán vigorosamente, reduciendo la plasticidad a temperatura ambiente; La aleación de titanio α generalmente se forja en la región bifásica (α + β). Si la temperatura de forjado es mayor que la línea de cambio de fase (α + β) / β, se producirá una fase β frágil. Tanto la forja inicial como la forja final de la aleación de titanio beta deben estar por encima de la temperatura de transición (α + β) / beta. Con el aumento de la velocidad de deformación, la resistencia a la deformación de la aleación de titanio aumenta rápidamente, y la temperatura de forjado tiene una gran influencia en la resistencia a la deformación de la aleación de titanio. Por lo tanto, la forja convencional debe realizarse con un enfriamiento mínimo en el troquel de forja. El contenido de elementos intersticiales (como O, N, C) también tiene un efecto significativo en la capacidad de perdonar de las aleaciones de titanio.
Rendimiento del proceso de fundición de aleación de titanio y titanio
