チタン合金は、航空宇宙、医療、化学物質、その他多くの分野で広く使用されています。その高強度、低密度、優れた腐食抵抗、良好な生体適合性により。ただし、チタン合金の鍛造は、多くの課題を伴う技術的に困難なプロセスです。この論文では、機械加工とそれらのソリューションを鍛造するチタン合金の主な難しさについて詳しく説明します。
1。熱伝導率が低い
チタン合金は熱伝導率が低く、鋼の1/7、アルミニウム1/16、銅の1/25のみがあります。つまり、鍛造プロセスでは、熱を迅速に移動することが困難であり、切断エリアで熱の急速な蓄積をもたらし、極端な温度に耐えることができ、耐用年数に耐え、耐えられなくなります。さらに、高温はチタン合金部品の表面の完全性を損なう可能性があり、幾何学的精度の低下につながり、深刻な場合、疲労強度を損なう可能性のある作業硬化をもたらします。
解決：
炭化物やセラミックなどの高性能工具材料を使用して、ツールの高温抵抗と耐摩耗性を改善します。
適切な冷却にクーラントを使用して、切断エリアの温度を下げ、熱の蓄積を最小限に抑えます。
ツールの摩耗を減らし、機械加工効率を改善するために、切削速度の低下や飼料速度の増加など、鍛造プロセスパラメーターを最適化します。
2。弾力性の低い弾性率
チタン合金は、弾性率が比較的低いため、特に薄壁またはリング型の部分を処理する場合、鍛造中に弾性変形が発生しやすいため、この問題はより顕著です。チタン合金の強力な塑性変形能力により、ワークピース材料が外力にさらされると、局所変形が弾性範囲を超えて塑性変形をもたらす可能性があります。このプラスチックの変形は、切断圧力を高めるだけでなく、ワークピースの「弾性」リバウンド現象が激化し、ツールとワークピースの間の摩擦をさらに増加させ、それにより切断効率とツールの寿命が低下します。
解決：
ツールの寿命を延ばすために、ツールとワークピースの接触時間を短縮するために、超音波加工技術とその他の新しい機械加工方法の使用。
切断速度の低下、飼料レートの増加など、鍛造プロセスパラメーターを最適化して、ツールの摩耗を減らし、機械加工効率を向上させます。
3。接着と高い振動特性
チタン合金はこのツールに強い親和性を備えており、切断プロセス中にツールに接着を生成し、連続チップを形成し、切断プロセスを妨害することができます。さらに、チタン合金加工プロセスの高い振動特性も、ツールの摩耗を悪化させるだけでなく、加工の精度と表面の品質に深刻な影響を与える大きな不安定な要因でもあります。
解決：
炭化物やセラミックなどの高性能ツール材料を使用して、ツールの高温抵抗と耐摩耗性を改善します。
超音波加工技術などの新しい機械加工方法を採用して、ツールとワークピース間の接触時間を短縮し、ツールの寿命を延ばします。
4。詳細
チタン合金の鍛造プロセスも、いくつかの詳細に注意を払う必要があります。たとえば、チタン合金の化学組成と微細構造は、包含、多孔性、その他の欠陥の存在を避けるために鍛造する前に厳密に制御する必要があります。鍛造プロセスは、現象の過熱または調理を避けるために、加熱温度と熱保存時間によって厳密に制御する必要があります。鍛造は、残留応力を排除し、材料の機械的特性を改善するために、熱処理後にタイムリーに実行する必要があります。
解決：
チタン合金原料の化学組成と微細構造を厳密に制御します。
過熱またはオーバー燃焼現象の発生を避けるために、加熱温度と保持時間を厳密に制御します。
鍛造後に時間内に熱処理を実行して、残留応力を排除し、材料の機械的特性を改善します。
チタン合金の鍛造加工は、熱伝導率の低さ、弾力性の低い弾性率、接着、高い振動特性など、多くの困難を伴う技術的に困難なプロセスです。これらの困難を克服するために、業界は一連の効果的なソリューション戦略と技術的手段を調査しました。高性能ツール材料の使用により、鍛造プロセスパラメーターの最適化、クーラントと新しい機械加工方法の使用、および鍛造プロセスの詳細の厳密な制御により、チタン合金鍛造加工の効率と品質を効果的に改善できます。
