Formação de peças forjadas de liga de titânio

No campo da fabricação-de ponta,forjamentos de liga de titâniotornaram-se materiais essenciais para condições de trabalho extremas, como aeroespacial, exploração-de águas profundas e implantação médica devido às suas vantagens de peso leve, alta resistência, resistência à corrosão e resistência a altas temperaturas. Desde trens de pouso de aeronaves e discos de motor até componentes de navios e juntas artificiais, sua formação depende do controle preciso de força e calor, que é um processo de fabricação de precisão que busca desempenho máximo sob restrições rigorosas.

 

 

 

A formação de peças forjadas de liga de titânio começa com uma compreensão precisa das propriedades do material. A liga de titânio é altamente reativa quimicamente e tende a reagir com oxigênio, nitrogênio e hidrogênio no ar em altas temperaturas para formar camadas quebradiças e duras, levando a rachaduras. Possui baixa condutividade térmica, o que causa facilmente deformações irregulares durante o aquecimento. Possui alta resistência à deformação e uma faixa plástica estreita; temperatura inadequada resultará em rachaduras ou grãos grossos, prejudicando as propriedades mecânicas. Além disso, possui alta viscosidade e baixa fluidez, e a má lubrificação pode causar aderência e rasgo da matriz.

 

Portanto, sua conformação não é uma simples forja, mas um-controle preciso de todo o processo. Somente compreendendo totalmente as propriedades dos materiais é que processos razoáveis ​​podem ser formulados para garantir a qualidade do produto.

 

 

A etapa principal da conformação é a seleção do material e o pré-tratamento. As ligas de titânio são classificadas nos tipos , e +, entre os quais a liga + titânio é amplamente utilizada por seu excelente desempenho abrangente. A composição de classes típicas como Ti-6Al-4V determina diretamente as propriedades dos forjados.

 

As matérias-primas devem ser rigorosamente controladas. O titânio esponja é misturado proporcionalmente com elementos de liga e depois purificado por refusão múltipla a vácuo para remover impurezas de hidrogênio e oxigênio, garantindo composição uniforme e eliminando defeitos como poros e porosidade. A peça bruta é posteriormente submetida a recozimento de homogeneização para refinar os grãos, estabelecendo uma base sólida para o forjamento subsequente.

 

 

A chave para a formação está no controle de temperatura e força. O equilíbrio preciso entre calor e força é o núcleo do forjamento de liga de titânio. Para as características da liga de titânio, os processos comuns de forjamento são todos baseados nos princípios fundamentais de "controle preciso de temperatura e tensão uniforme":

 

Forjamento grátis: Para peças grandes e simples, o recalque e o estiramento repetidos refinam os grãos e densificam a estrutura.

Forjamento a quente: O pré-aquecimento da matriz preserva o calor, adequado para peças complexas com maior precisão dimensional.

Forjamento isotérmico: Formação lenta e constante em alta-temperatura com baixa tensão, usada principalmente para componentes-de alta precisão.

Processos avançados: Forjamento isotérmico, forjamento multi{0}}direcional e outros permitem a formação quase-rede-de formato e melhoram a utilização do material.

 

A temperatura de forjamento é geralmente controlada em 800–1100 graus. Diferentes graus exigem faixas de temperatura correspondentes e o aquecimento é realizado em vácuo ou em atmosfera inerte para evitar oxidação e fragilização. A peça aquecida deve ser rapidamente transferida e forjada a tempo de evitar a redução da plasticidade causada pelo resfriamento da superfície. Lubrificantes especiais, como lubrificantes de vidro, são usados ​​para reduzir o atrito, evitar aderência e rasgo da matriz e garantir a qualidade da conformação.

 

 

A etapa final da conformação é o acabamento e a inspeção. As ligas de titânio após forjamento devem passar por tratamento térmico, acabamento e inspeção rigorosa para se tornarem produtos qualificados.

 

O tratamento térmico, incluindo recozimento, tratamento em solução e envelhecimento, otimiza a microestrutura e as propriedades, alivia a tensão residual e melhora a resistência, a plasticidade e a resistência à corrosão. Processos de acabamento como lixamento e polimento corrigem desvios dimensionais, removem camadas de óxido e garantem precisão e qualidade superficial.

 

A inspeção de qualidade percorre todo o processo como a última linha de defesa. Testes não-destrutivos, como testes ultrassônicos e tomografia computadorizada, detectam defeitos internos. Testes de propriedades mecânicas verificam resistência, alongamento e outros indicadores-por exemplo, a resistência à tração de peças forjadas de Ti-6Al-4V é geralmente de 800 a 1.200 MPa. Todos os indicadores devem atender aos padrões industriais para garantir uma consistência estável do lote.

 

 

O Grupo Ruihang produz principalmente produtos de titânio e liga de titânio com toda a cadeia da indústria, incluindo fundição, forjamento, endireitamento, laminação, tratamento de superfície, processo de teste. Somos uma empresa de tecnologia e inovação que integra P&D, produção e vendas em um sistema integrado.Sam.Rui@bjrh-titanium.com.