Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Ковка титановых сплавов

Ковка титановых сплавов

06.07.2017

Ковку начинают с деформации слитка на промежуточную заготовку квадратного или круглого сечения. При необходимости переков производят два или более раз с последовательным уменьшением протягиваемого сечения. Раскованную часть слитка рубят на заготовки, подвергаемые последующей ковке по различным схемам.
При разработке чертежа поковки учитывают назначение и сложность конфигурации изделия, определяющие величину напусков и припусков на механическую обработку.
Объем заготовки определяют по сумме объемов поковки и отходов (обсечки, выдры). Объем отходов составляет от 2 до 12% (для сложных поковок и более) от объема поковки.
Ввиду ограниченной продольной устойчивости при осадке высоту исходной заготовки принимают не более 2,5 диаметров или сторон квадрата.
Термомеханические режимы ковки

Термомеханические режимы ковочных операций (табл. 36) устанавливают, исходя из технологических характеристик деформируемых сплавов, вида заготовки (слиток, деформированная заготовка), с учетом температуры фазового превращения, необходимых механических свойств и других требований.

При прессовой ковке нижний предел температуры ковки может быть снижен на 50° С, а при ковке методом многократной осадки — протяжки температура начала ковки должна быть повышена на 40—50° С.
Время нагрева, выдержки при ковочной температуре определяется особенностями сплава и конструкцией нагревательного устройства.
Выбор ковочного оборудования

Технологические возможности ковки товарной продукции, а также заготовок для последующей штамповки зависят от конструктивных особенностей машин и степени механизации процесса.
В производстве поковок и штамповок из титана и его сплавов используют универсальное и специализированное оборудование.
К группе универсального оборудования относятся ковочные молоты и прессы. Специализированное оборудование включает радиально-ковочные машины, вальцовочные и кольцепрокатные станы. Ковку титановых сплавов проводят на оборудовании как ударного, так и статического действия.
По энергосиловым параметрам деформирования титановые сплавы наиболее близки к нержавеющим и жаропрочным сталям.
При выборе молотов свободной ковки рекомендуются следующие нормативы:

Выбор молотового и прессового оборудования может быть произведен по данным работ.
В последние годы расширяется применение быстроходных прессов с индивидуальным приводом, обслуживаемых манипуляторами и снабженных приспособлениями для быстрой смены инструмента. В конечном счете такая установка обращается в комплексную, управляемую с единого пульта оператором при наличии программирующего устройства.
Такие ковочные комплексы создаются в России, а также зарубежными фирмами при прессах усилием от 200 до 3000—5000 тс. При электронной системе управления точность ковки составляет ±1 мм.
Манипуляторы для ковочных комплексов изготавливают грузоподъемностью от 1 до 30 тс при раскрытии клещей от 125 до 500 мм. Рельсовые и безрельсовые манипуляторы имеют раскрытие клещей до 1730 мм.
Развитие прогрессивных процессов ковки идет также по пути применения ротационно- и радиально-ковочных машин, ковочных: вальцев и кольцераскатных станов.
Ротационно ковочные машины в России и за рубежом выпускают усилием 4—16 тс и радиально-ковочные машины с наибольшим диаметром заготовки до 1020/710 мм (соответственно для мягких и прочных сталей). Максимальные диаметры слитков из титановых сплавов, которые планируется обрабатывать на машинах, 650—750 мм.
Ковочные вальцы получили широкое распространение в крупносерийном производстве при работе в паре с кривошипным горячештамповочным прессом. В некоторых случаях вальцы применяют для изготовления заготовок под штамповку на паровоздушных молотах. Однако практика применения вальцев связана в основном с деформированием стали и алюминиевых сплавов и в гораздо меньшей степени — с деформированием титановых сплавов.
Технологические процессы ковки

Основную часть кованых полуфабрикатов изготавливают простой формы (цилиндрические или с плоскими гранями, прямые или ступенчатые). Однако, учитывая высокие стоимость металла и трудоемкость механической обработки, приходится изготавливать поковки сложной формы — конические, клиновые и другой иногда весьма сложной конфигурации.
При ковке титановых сплавов применяют все основные виды ковочных операций, при расковке слитков — протяжку и рубку. При всесторонней ковке промежуточных заготовок применяют последовательно сменяющие друг друга протяжку, осадку, а также рубку В общем случае изготовления поковок, кроме упомянутых операций, используют прошивку, раскатку, гибку, а также вспомогательные операции наметку, пережим, обсечку граней, правку, обкатку и др.
Используют в основном плоские бойки, так как титан и его сплавы достаточно пластичны. Могут применяться вырезные бойки. Ковочные бойки рекомендуется нагревать до температуры не ниже 250—300° С во избежание резкого захолаживания поверхности деформируемого металла.
Острые, быстро захолаживающиеся грани заготовок рекомендуется периодически притуплять. Процесс ковки следует вести частыми уларами с тем, чтобы сохранить заданную температуру, однако, не допуская локальных ее завышений за счет теплоты деформации.
Защитно-смазочные покрытия при ручной ковке обычно не применяют во избежание вырыва заготовки при ударе молота (жиме пресса). При ковке с манипулятором, захваты которого более надежно удерживают деформируемую заготовку, возможно применение защитно-смазочных покрытий. He следует допускать скопления на бойках окислов титана, образующихся при нагреве и ковке и способствующих проскальзыванию заготовки в бойках и в удерживающем инструменте.
Ковку заготовок начинают с расковки слитка, задачей которой является устранение литой крупнозернистой структуры.
Ковка слитков. Перед ковкой слитков производят оттяжку хвостовика длиной 200—300 мм для зажима в захватах манипулятора, послечего расковывают первую половину слитка, а затем после поворота слитка — вторую его половину.
Первые проходы проводят слабыми частыми ударами с небольшими обжатиями. Ковку рекомендуется вести с кантовкой на 90° после каждых двух проходов. Обычно требуется деформация в каждом направлении более 20%, после чего слиток приобретает достаточную пластичность. Дальнейшую ковку можно производить без указанных предосторожностей.
Протянутую часть слитка рубят на краты, являющиеся промежуточными заготовками и подвергаемые обработке в зависимости от требований по механическим свойствам и структуре конечных изделий.
Ковка промежуточной заготовки. Технология ковки является наиболее простой, когда промежуточной заготовке придают окончательную конфигурацию непосредственно после расковки слитка (с того же нагрева или с подогревом).
К указанной схеме близки схемы получения многих поковок с удлиненной осью, когда промежуточная заготовка проходит только протяжку. Цилиндрические заготовки, как правило, осаживают после ковки промежуточной заготовки на круг.
Наиболее сложные схемы всесторонней ковки следующие: а) со сменой осей; б) со сменой граней и углов. При всесторонней ковке со сменой осей трижды производят протяжку квадрата с последующим скруглением углов и осадкой в пределах отношения H/D=2,5/3,0. Ковку на квадрат после очередной осадки производят со сменой оси заготовки.
Операции всесторонней ковки отличаются большой трудоемкостью и относительно малопроизводительны. Однако в настоящее время всестороннюю ковку применяют во всех случаях, когда необходимо получение заготовок высокого качества. В ряде случаев всесторонняя ковка может быть заменена прокаткой или прессованием.
Изготовление поковок. Прутки диаметром более 150 мм можно ковать непосредственно из слитка. Прутки меньшего диаметра куют из промежуточной заготовки диаметром 250 — 160 мм, откованной из слитка. Уков при изготовлении прутков полуфабрикатов диаметром 65—200 мм находится в пределах 4—40.
Поковки простых конфигураций — балки квадратного, прямоугольного, круглого сечений, пластины, цилиндры, диски, кольца и др., а также фасонные поковки (проходящие, например, гибку) — куют из промежуточной заготовки под плоскими бойками.
При изготовлении дисков бойком обкатывают бочку осаженной заготовки до полного ее удаления. Для предупреждения появления утяжины в центре заготовки удары молота при обкатке должны обеспечивать деформацию не менее 10—15%.
Для получения высокой точности размеров по высоте применяют подкладные кубики с допуском на размер ±0,5 мм, изготавливаемых из пластичных титановых сплавов марок ОТ4, BT1.
При ковке брусьев с оттянутым по оси хвостовиком рекомендуется периодически поворачивать заготовку на 180°. Это делают во избежание изгиба бруса, для улучшения качества и сохранения симметрии поверхностей бруса относительно хвостовика. После окончания протяжки подправляют боковые, а в ряде случаев и торцовые поверхности.
Поковки эллиптического сечения получают попеременной осадкой в торец и плющением боковых сторон.
Для гибки применяют специальные подкладные бойки, в которых тонкую заготовку целесообразно выдерживать 50—60 с для фиксации степени изгиба.
Отверстия прошивают посредством прошивней и при необходимости кольцевую заготовку обкатывают на оправке, выравнивая боковые поверхности и улучшая концентричность внутренней и наружной поверхностей кольца.