Процесс ковки титанового сплава TC4 и проектирование оснастки

Титановый сплав обладает превосходными комплексными свойствами, такими как низкая плотность, высокая удельная прочность, высокая термостойкость, коррозионная стойкость, немагнитность и т. д. Поковки из титанового сплава не только широко используются в авиационной и аэрокосмической промышленности, но также имеют широкий спектр Применение в морской, химической, автомобильной промышленности и медицинских приборах. Поэтому мы выбираем титановый сплав TC4 как идеальный материал для изготовления этой соединительной пластины. Точки проектирования процесса ковки и оснастки:

1. Выбор характеристик материала стержня. С помощью трехмерной модели для анализа поперечного сечения видно, что поковка большого поперечного сечения расположена на обоих концах, эквивалентный диаметр φ90 мм, остальная часть эквивалентного диаметра поперечного сечения φ68 мм, ковка в направлении длины размер поперечного сечения относительно однороден. Длина поковки составляет 300 мм, согласно нашему опыту разработки различных поковок аналогичной формы, длина стержня близка к размеру поковки, чтобы быть полной двухконцевой формовкой, поэтому предварительный выбор Если длина стержня равна 300 мм, а затем умножить объем поковки на 1,25 как объем стержня, диаметр стержня рассчитывается как φ80 мм, что первоначально дает спецификацию для материала φ80 мм × 300 мм.

2. Подготовка стержней из титанового сплава. Ковочный (прокатный) пруток, поверхность которого имеет слой твердого и хрупкого слоя, при штамповке необходимо удалить слой, чтобы не вызвать растрескивание поверхности заготовки при ковке. Диаметр более 50мм, обычно поворачивается, чтобы удалить 5 мм. токарная обработка, например, отдельные детали все еще имеют дефекты, должна быть отполирована для устранения, глубина шлифовки не более 0,5 мм. Концы прутка с углами Р5 закруглены, чтобы избежать растрескивания заготовок при ковке.

3. Выбор оборудования. Усилие ковки рассчитано как 4000т. Теплопроводность титанового сплава низкая, комнатная температура - алюминий 1/15, железо 1/5, кузнечный молот, скорость ковки титанового сплава быстрее, когда центральный тепловой эффект легко вызывает явление перегрева, производительность ковки оказывает большее влияние, а деформация тепло, выделяемое прессом, не очевидно. В соответствии с требованиями к точности ковки и реальным состоянием оборудования моего завода в качестве ковочного оборудования выберите высокоэнергетический винтовой пресс мощностью 5000 тонн.

4, смазка заготовки. Температура предварительного нагрева заготовки 120 ± 30 градусов, предварительный нагрев в печи предварительного нагрева в течение 20 минут, равномерное распыление смазки для стекла, сушка смазки на поверхности заготовки перед загрузкой печи.

5, характеристики отопления. Согласно стандарту для определения температуры начала ковки титанового сплава TC4 96 0 градусов, конечной температуры ковки 800 градусов, времени выдержки 0,8 мин/мм. Титановый сплав имеет низкую теплопроводность, чтобы предотвратить перегрев, окисление и поглощение водорода, новую печь, которую нельзя использовать в течение длительного времени, в печи следует сначала сжечь пустой, чтобы удалить влагу, а затем использовать Точность температурного поля печи ± 10 градусов. Температура слишком высока, организация огрублена, зерно грубое; температура слишком низкая, сопротивление деформации велико, легко образовывать трещины и другие дефекты ковки.
6, изготовление заготовок. Цель состоит в том, чтобы разумно распределить металл, этот продукт должен собрать металл с двух сторон и концов поковки, дизайн формы заготовки имеет решающее значение для эффекта предварительной ковки и окончательного формования. Чтобы избежать чрезмерной деформации, вызванной растрескиванием заготовки, деформация заготовки меньше или равна 60%, форма заготовки проектируется, как показано на рисунке 2.

7. Конструкция полости ковочной формы. Первый пожар для завершения производства заготовок и предварительной ковки, второй огонь для завершения окончательной ковки и точной ковки. После предварительной ковки, режущей кромки, пескоструйной обработки, шлифовки, с одной стороны, для устранения поверхностных дефектов поковок, улучшения качества поверхности поковок после окончательной ковки; с другой стороны, режущая кромка может снизить сопротивление формованию металла, что способствует увеличению толщины поковок. Конструкция полости на четыре полости (рис. 3): заготовка (слева вверху) → предварительная ковка (справа вверху) → окончательная ковка (справа внизу) → прецизионная ковка (слева внизу). Целью конструкции полости прецизионной ковки является увеличение срока службы формы и точности размеров ковки. Для получения полноценной поковки в верхней форме размещают относительно сложные и глубокие полости. Контроль деформации: расчетная толщина пластины пресс-формы для заготовок составляет 21,5 мм, расчетная толщина пластины предварительной ковки составляет 12 мм, окончательная толщина ковочной пластины 5,2 мм, окончательная деформация ковки превышает 30%, в противном случае легко вызвать ковочное зерно. размер, снижение производительности. Температура предварительного нагрева формы: 200-300 градусов.
8, ультрасовременный дизайн пресс-формы. Конструкция формы для режущей кромки имеет две полости (рис. 4): правая сторона режущей кромки перед ковкой, режущая кромка для сохранения части летучей кромки, используемой в качестве верхнего материала окончательной ковки, левая полость для окончательной ковки после режущей кромки. полость. Чтобы обеспечить точность кромки, обрежьте кромку верхней и нижней матрицы, зазор рассчитан на 0,8 мм, конструкция направляющей втулки направляющей стойки для сборки режущей кромки матрицы, позиционирования и управления верхней частью. и более низкая точность размеров зазора матрицы.

9. Охлаждение ковки и термообработка. После охлаждения поковки на воздухе завершается термообработка отжигом.
10. Загрязнение и очистка титанового сплава в процессе ковки. Перед нагревом заготовка должна быть очищена, на ней не должно быть масла, железных опилок, хлорированных продуктов, отпечатков пальцев; в электропечи не должно быть остаточной окисленной корки, не должно быть стальной заготовки, нижняя часть футеровки печи также должна быть отлита из нержавеющей стали; заготовка покрывается смазкой для стекла или нагревается в защитной атмосфере.