Las aleaciones de titanio se usan ampliamente en aeroespaciales, médicos, químicos y muchos otros campos debido a su alta resistencia, baja densidad, excelente resistencia a la corrosión y buena biocompatibilidad. Sin embargo, la forja de las aleaciones de titanio es un proceso técnicamente difícil que implica muchos desafíos. En este documento, discutiremos en detalle las principales dificultades en el mecanizado de forjado de aleación de titanio y sus soluciones.
1. Baja conductividad térmica
La aleación de titanio tiene una baja conductividad térmica, solo 1/7 de acero, 1/16 de aluminio y 1/25 de cobre, lo que significa que en el proceso de forja, el calor es difícil de transferir rápidamente, lo que resulta en una acumulación rápida de calor en el área de corte, lo que hace que la herramienta y muera sin resistir las temperaturas extremadamente altas, el desgaste acelerado e incluso el fracaso. Además, las altas temperaturas pueden dañar la integridad superficial de las partes de aleación de titanio, lo que lleva a una precisión geométrica reducida y, en casos severos, endureciendo el trabajo, lo que puede afectar su resistencia a la fatiga.
Solución:
Use materiales de herramientas de alto rendimiento, como carburo y cerámica, para mejorar la resistencia y resistencia al desgaste de alta temperatura de la herramienta.
Use refrigerante para un enfriamiento adecuado para reducir la temperatura en el área de corte y minimizar la acumulación de calor.
Optimizar los parámetros del proceso de forja, como reducir la velocidad de corte y aumentar la velocidad de alimentación, para reducir el desgaste de la herramienta y mejorar la eficiencia del mecanizado.
2. Bajo módulo de elasticidad
La aleación de titanio tiene un módulo de elasticidad relativamente bajo y es propenso a la deformación elástica durante la falsificación, especialmente cuando se procesan piezas de paredes delgadas o en forma de anillo, este problema es más prominente. Debido a la fuerte capacidad de deformación plástica de la aleación de titanio, cuando el material de la pieza de trabajo está sujeto a la fuerza externa, la deformación local puede exceder el rango elástico, lo que resulta en la deformación plástica. Esta deformación plástica no solo aumentará la presión de corte, el fenómeno de rebote "elástico" de la pieza de trabajo intensificado, aumentará aún más la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo, lo que dará como resultado una eficiencia de corte reducida y la vida útil de la herramienta.
Solución:
El uso de la tecnología de mecanizado ultrasónico y otros nuevos métodos de mecanizado, para reducir el tiempo de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo, para extender la vida útil de la herramienta.
Optimizar los parámetros del proceso de forja, como reducir la velocidad de corte, aumentar la velocidad de alimentación, etc., para reducir el desgaste de la herramienta y mejorar la eficiencia del mecanizado.
3. Adhesión y altas características de vibración
La aleación de titanio tiene una fuerte afinidad por la herramienta, y es fácil producir adhesión con la herramienta durante el proceso de corte, formando chips continuos e interfiriendo con el proceso de corte, lo que puede provocar daños en la herramienta en casos graves. Además, las altas características de vibración del proceso de mecanizado de aleación de titanio también son un factor desestabilizador importante, no solo exacerban el desgaste de la herramienta, sino que también afectan seriamente la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie.
Solución:
Use materiales de herramientas de alto rendimiento, como carburo y cerámica, para mejorar la resistencia y resistencia al desgaste de alta temperatura de la herramienta.
Adopte nuevos métodos de mecanizado, como la tecnología de mecanizado ultrasónico, para reducir el tiempo de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo y extender la vida útil de la herramienta.
4. Detalles
El proceso de forja de aleación de titanio también debe prestar atención a algunos detalles. Por ejemplo, la composición química y la microestructura de las materias primas de aleación de titanio deben controlarse estrictamente antes de forjar para evitar la existencia de inclusiones, porosidad y otros defectos; El proceso de forjado debe estar estrictamente controlado por la temperatura de calentamiento y el tiempo de preservación de calor, para evitar sobrecalentamiento o fenómeno de cocción excesiva; La falsificación debe llevarse a cabo de manera oportuna después del tratamiento térmico para eliminar el estrés residual y mejorar las propiedades mecánicas del material.
Solución:
Controle estrictamente la composición química y la microestructura de las materias primas de aleación de titanio.
Controle estrictamente la temperatura de calentamiento y el tiempo de retención para evitar la aparición de sobrecalentamiento o fenómeno sobrecargado.
Realice el tratamiento térmico a tiempo después de forjar para eliminar el estrés residual y mejorar las propiedades mecánicas del material.
El procesamiento de forja de aleación de titanio es un proceso técnicamente difícil que implica una serie de dificultades, como baja conductividad térmica, bajo módulo de elasticidad, adhesión y altas características de vibración. Para superar estas dificultades, la industria ha explorado una serie de estrategias de soluciones y medios técnicos efectivos. Mediante el uso de materiales de herramientas de alto rendimiento, la optimización de los parámetros del proceso de forja, el uso de métodos de mecanizado de refrigerante y nuevos, así como un control estricto de los detalles del proceso de forja, puede mejorar efectivamente la eficiencia y la calidad del procesamiento de forja de aleación de titanio.
