Технологія металургійної обробки та очищення поковки титанового сплаву

З постійним розвитком науки і техніки вимоги до властивостей матеріалів стають все вищими і вищими. Титанові сплави поступово стали гарячою точкою досліджень завдяки своїм чудовим властивостям. Кування титанового сплаву є важливим процесом формування металу. Однак поковки з титанового сплаву схильні до таких дефектів, як включення та окалина під час виробничого процесу, що впливає на продуктивність поковок.

Багато методів кування та обробки матеріалів також постійно вдосконалюються. Широке застосування на ринку знайшли вироби, ковані з титанових сплавів. Технологія обробки кування стає все більш зрілою. Металургія кування титанових сплавів відносно поширена. Давайте дізнаємося про кування титанового сплаву. технології металургійної обробки та очищення.

⑴. Технологія швидкого прототипування прямого лазерного спікання металу

Технологія швидкого прототипування прямого лазерного спікання металу всебічно використовує передову лазерну технологію, порошкову технологію та технологію комп’ютерного керування для досягнення прямої обробки та формування майже щільних металевих деталей. Спочатку система автоматизованого проектування (CAD) використовується для побудови тривимірної моделі частини цільового продукту, а потім цифрова модель розкладається на серію двовимірних шарових структур. Комп’ютер контролює рух лазерного променя, а система порошкового покриття рухається синхронно, щоб укласти порошок сплаву. , після спікання одного шару тонкого порошку система знову починає спікати новий шар і, нарешті, формує тривимірну сутність продукту після спікання шар за шаром.

⑵. Електронно-променева селективна технологія наплавлення

Технологія електронно-променевого селективного покриття — це технологія виробництва, яка використовує промені електронів високої енергії для бомбардування попередньо змішаного порошку титанової суміші та спікання його шар за шаром. Металевий порошок титану розплавиться і спікається в шар під дією електронного променя та з’єднається з нижнім шаром, який був охолоджений і сформований. Шведська компанія Arcam використовувала цю технологію для розробки системи EBM S12. Частина джерела електронного променя нагріває верхню нитку розжарювання до температури понад 2500 градусів, щоб вивільнити електрони. Вони прискорюються анодом і пропускаються через фокусуючу котушку, утворюючи спрямований вниз електронний промінь. Відхиленням електронного пучка можна керувати за допомогою магнітного поля. , енергія електронного пучка контролюється струмом, а генерована потужність може досягати 4 кВт. Під час обробки розподільник порошку наносить шар порошку на робочу площину у вакуумній камері, а потім робоча станція перетворює файл тривимірного моделювання заготовки на компоненти.

Дані профілю шару передаються в систему управління. На основі зчитаних даних профілю система керування керує електронним пучком для виконання вибіркового спікання відповідно до певного шляху сканування. Порошок металевого титану спікається і накопичується шар за шаром під бомбардуванням електронним променем до тих пір, поки не спікається верхній шар всієї деталі. Форма порошку в неспеченої зоні не змінюється, і після очищення можна отримати необхідні тривимірні деталі з титанового сплаву. Ця система в основному використовується у виробництві компонентів із титанового сплаву в галузі авіації, космонавтики, автомобілів та медичних імплантатів. Спечений титановий сплав Ti-6AI-4V має добру металографічну структуру та чудові механічні властивості. Повідомлена межа текучості становить 910~940 МПа, міцність на розрив — 950~990 МПа, твердість за Роквеллом — 30~35HRC, а модуль пружності — 120 ГПа. Однак у практичних застосуваннях все ще існують проблеми, такі як виробничий розмір обмежений (максимальний виробничий розмір становить лише 250x250x200 мм), а сировинний титановий порошок потрібно спеціально постачати.

⑴ Аналіз дефектів поковок з титанового сплаву

Під час кування поковок із титанового сплаву через наявність у металі таких включень, як гази та оксиди, легко спричинити такі дефекти, як тріщини, пори та нещільність у поковках, що серйозно впливає на продуктивність поковок. Тому очищення поковок є ключовим етапом підвищення якості поковок.

⑵Класифікація процесу очищення ковки з титанового сплаву

В даний час процеси очищення кування титанового сплаву в основному включають механічне очищення, хімічне очищення та електролітичне очищення. Механічне очищення в основному включає дробеструйне очищення, полірування тощо; хімічне очищення в основному включає травлення, очищення лугом тощо; електролітичне очищення в основному включає електрохімічне видалення накипу, електролітичне полірування тощо.

⑴Ефект очищення не ідеальний

Через характеристики титанового сплаву його поверхневу оксидну плівку важко видалити та вона схильна до водневої крихкості. Крім того, частина процесу очищення може легко призвести до збільшення шорсткості поверхні титанових сплавів, впливаючи на показники втоми поковок.

⑵ Процес очищення спричиняє серйозне забруднення навколишнього середовища

Деякі процеси очищення вимагають використання хімічних реагентів, таких як кислоти та луги, які можуть легко спричинити забруднення навколишнього середовища під час використання.

⑶ Процес складний, а вартість висока

Процес очищення ковки з титанового сплаву є складним і вимагає кількох процесів, а деякі процеси вимагають використання спеціального обладнання, що призводить до вищих витрат.

Технологія металургійної обробки та очищення поковки з титанового сплаву має велике значення для підвищення ефективності поковок. З огляду на поточні проблеми в процесі очищення кування титанового сплаву, майбутні напрямки розвитку в основному включають екологічно чисті, високоефективні та недорогі та високопродуктивні типи. Завдяки безперервній оптимізації та вдосконаленню процесів очищення це забезпечить потужну підтримку для широкого застосування кувань із титанового сплаву в авіації, аерокосмічній, медичній та інших галузях.