Schmiedetechnik bei der Verarbeitung von Titanwerkstoffen

Titanmetallmaterialien werden aufgrund ihrer hohen Festigkeit, geringen Dichte, guten Korrosionsbeständigkeit und hohen Temperaturbeständigkeit häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Medizin, der Chemie und anderen Bereichen eingesetzt. Bei der Verarbeitung von Titanmetall wird das Schmieden als wichtiges Umformverfahren eingesetzt, um durch äußere Krafteinwirkung eine plastische Verformung des Materials zu bewirken, um dessen Größe und Form zu verändern und die Materialeigenschaften zu verbessern. In diesem Artikel wird die Schmiedetechnologie bei der Verarbeitung von Titanmetallmaterialien ausführlich vorgestellt, einschließlich verschiedener Arten von Schmiedemethoden und ihrer Eigenschaften.
I. Klassifizierung von Schmiedemethoden
Freischmieden: Freischmieden ist die grundlegendste Schmiedemethode, bei der der Rohling im oberen und unteren Amboss zwischen der freien Verformung liegt. Dieses Verfahren eignet sich für die Herstellung von Schmiedeteilen mit einfachen Formen und Präzisionsanforderungen, wie z. B. großen Zahnrädern, Wellen usw. Der Vorteil des freien Schmiedens liegt im flexiblen Prozess und der Anpassungsfähigkeit, aber die Materialausnutzung ist gering und erfordert hohe Schmiedefähigkeiten.

Gesenkschmieden: Gesenkschmieden ist eine Methode zum Schmieden von Knüppeln in der Form. Je nach dem Öffnen und Schließen der Form kann das Gesenkschmieden in Freiformschmieden und Gesenkschmieden unterteilt werden. Gesenkschmieden aufgrund fehlender fliegender Kanten, hoher Materialausnutzung, hoher Maßhaltigkeit der Schmiedeteile, geeignet für die Herstellung großer Serien und komplex geformter Schmiedeteile. Die Vorteile des Gesenkschmiedens sind eine hohe Produktionseffizienz und hochwertige Schmiedestücke, aber die Formkosten sind hoch und erfordern eine regelmäßige Wartung.
Extrusion: Beim Extrudieren wird der Knüppel durch die Matrize und den Extrusionsstab in den Extrusionszylinder gedrückt, um den Knüppeldruck auszuüben, so dass er aus der Matrizenlochformungsmethode extrudiert wird. Das Strangpressen eignet sich zur Herstellung von Langstäben, Rohren, Profilen und anderen Schmiedeteilen. Die Vorteile des Strangpressens sind eine hohe Materialausnutzung, eine dichte interne Organisation der Schmiedeteile, aber große Investitionen in die Ausrüstung und ein komplexer Prozess.
Rollschmieden und Querwalzen: Diese beiden Methoden werden hauptsächlich zur Bearbeitung langer und dünner Materialien verwendet, wobei rotierende Walzen oder Rollen auf dem Barren für eine kontinuierliche Verformung sorgen. Die Vorteile des Rollschmiedens und Schrägwalzens sind hohe Produktivität, gute Materialausnutzung und Eignung für die Großserienproduktion.
Pendelwalzen, Pendeldrehschmieden und Ringwalzen: Bei diesen Verfahren wird ein rotierendes Gesenk verwendet, um den Barren lokal oder integral zu formen. Sie eignen sich für die Herstellung komplexer Formen und hoher Präzisionsanforderungen an Schmiedeteile wie Zahnräder, Lagerringe usw. Diese Schmiedeverfahren erfordern in der Regel eine präzise Gesenkkonstruktion und -steuerung, um ein qualitativ hochwertiges Produkt zu erzielen.
Zweitens die Hauptpunkte des Schmiedeprozesses
Auswahl des Schmiedeverhältnisses: Ein angemessenes Schmiedeverhältnis ist wichtig, um die Qualität der Schmiedestücke zu verbessern und die Kosten zu senken. Ein zu kleines Schmiedeverhältnis kann zu einer ungleichmäßigen internen Organisation der Schmiedeteile und einem Leistungsabfall führen. Ein zu großes Schmiedeverhältnis kann die Schwierigkeit und die Kosten des Schmiedens erhöhen.
Erwärmungstemperatur und Haltezeit: Titanmetall muss vor dem Schmieden erhitzt werden, um seine Plastizität zu verbessern und den Verformungswiderstand zu verringern. Durch die richtige Erwärmungstemperatur und Haltezeit kann sichergestellt werden, dass die Innentemperatur des Barrens gleichmäßig ist, um Überhitzung oder übermäßiges Verbrennen zu vermeiden.
Verformungsbetrag und Verformungsgeschwindigkeit: Ein angemessener Verformungsbetrag und eine angemessene Verformungsgeschwindigkeit für die Steuerung der Organisation und Leistung von Schmiedestücken haben einen wichtigen Einfluss. Übermäßige Verformung kann zu Rissen oder ungleichmäßiger Verformung des Schmiedestücks führen; Eine zu hohe Verformungsgeschwindigkeit kann zu Eigenspannungen im Schmiedestück führen.
Formdesign und Wartung: Die Designqualität der Form wirkt sich direkt auf die Formgenauigkeit und Oberflächenqualität von Schmiedestücken aus. Formen sollten eine hohe Festigkeit und Härte aufweisen, um den hohen Temperaturen und dem hohen Druck im Schmiedeprozess standzuhalten. Gleichzeitig ist die regelmäßige Wartung und Überholung der Form eine wichtige Maßnahme zur Sicherung der Qualität der Schmiedestücke.
Die Schmiedeverarbeitung von Titanmetallmaterialien ist ein komplexer und heikler Prozess. Durch die Wahl der geeigneten Schmiedemethode, die Optimierung der Schmiedeprozessparameter, die Gestaltung einer angemessenen Matrize und die Stärkung der Prozesskontrolle sowie andere Maßnahmen können wir hochwertige und leistungsstarke Titanschmiedeteile herstellen. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie und der kontinuierlichen Verbesserung der Prozesstechnologie wird die Schmiedeverarbeitung von Titanmetallmaterialien in immer mehr Bereichen eine wichtige Rolle spielen.