Из-за высокого давления срок службы титановых стержней снижается. Поэтому при ковке в закрытых штампах для ковки титановых стержней объем исходной заготовки должен быть строго ограничен, что усложняет процесс подготовки материала. Вопрос о том, следует ли использовать ковку в закрытых штампах, следует рассматривать с точки зрения интереса и осуществимости процесса. При штамповке в открытых штампах потеря заусенцев составляет 15%-20% веса заготовки. Технологические отходы зажимной детали (если эту деталь необходимо оставить по условиям штамповки) составляют 10% от массы заготовки. Относительные потери металла грата обычно увеличиваются с уменьшением массы заготовки. Для некоторых поковок с асимметричной структурой, большими перепадами площади поперечного сечения и труднозаполняемыми локальными деталями расход заусенцев может достигать 50%. Хотя при штамповке в закрытых штампах потери заусенцев нет, процесс изготовления заготовки сложен, и необходимо добавить больше канавок для переходного инструмента, что, несомненно, увеличит вспомогательные затраты.
Последняя заготовка только подвергается термообработке и разрезанию. Температура ковки и степень деформации являются основными факторами, определяющими структуру и характеристики сплава. Термическая обработка титановых стержней отличается от термической обработки стали. Ковка обычно используется для получения форм и размеров, близких к металлолому. Оно не играет решающей роли в организации сплава. Поэтому технологические характеристики последнего этапа изготовления титановых стержней играют особенно важную роль. Общая деформация заготовки не должна быть менее 30 %, а температура деформации не должна превышать температуру фазового перехода. Чтобы титановый стержень приобрел одновременно более высокую прочность и пластичность, температура и степень деформации должны распределяться как можно более равномерно по всей деформируемой заготовке.
После рекристаллизационной термообработки однородность и производительность титановых стержней не так хороши, как у стальных поковок. В зоне интенсивного течения металла при малом увеличении - нечеткий кристалл, при большом увеличении - равноосный мелкий кристалл; в зоне сложной деформации из-за небольшой деформации или отсутствия деформации ее организация часто сохраняет состояние до деформации. Поэтому при ковке некоторых важных деталей титановых стержней (таких как диски компрессора, лопатки и т. д.), помимо контроля температуры деформации ниже TB и соответствующего уровня деформации, очень важно контролировать организацию исходной заготовки. В противном случае в поковку унаследуются крупнозернистая организация или некоторые дефекты, и последующая термообработка не сможет их устранить, что приведет к браку поковки.
В зоне быстрой деформации, где локально сосредоточено термическое воздействие, при ковке на молоте титановых стержней поковок сложной формы. Даже если температура нагрева строго контролируется, температура металла все равно может превышать ТБ сплава. Например, при ковке заготовки из титанового стержня I-образного поперечного сечения молот слишком тяжелый, а локальная температура в середине (области перемычки) примерно на 100 градусов выше, чем локальная кромка из-за теплового воздействия деформации. Кроме того, в процессе нагрева после ковки труднодеформируемая область и область с критическим уровнем деформации склонны к образованию крупнозернистых структур с относительно низкой пластичностью и долговечностью. Поэтому механические свойства поковок сложной формы, выкованных молотковой ковкой, зачастую весьма нестабильны. Однако это приведет к резкому увеличению стойкости к деформации. Хотя снижение температуры нагрева при ковке позволяет исключить риск локального перегрева заготовки, но это приведет к увеличению износа инструмента и энергопотребления, а также необходимости использования более мощного оборудования.
Использование нескольких методов легкого постукивания также может снизить локальный перегрев заготовки. Однако это требует увеличения времени нагрева. Для компенсации тепла, теряемого заготовкой при контакте с более холодной матрицей. А когда требования к пластичности и долговечности деформируемого металла не слишком высоки, для поковок сравнительно простых форм лучше применять молотковую ковку. Однако сплавы не следует подвергать штамповке, поскольку многократный нагрев в процессе штамповки благоприятно скажется на механических свойствах. По сравнению с ковочным молотом рабочая скорость пресса (гидравлического пресса и т. д.) значительно снижается, что может снизить сопротивление деформации и термический эффект деформации сплава. Когда титановый стержень штампуется на гидравлическом прессе, удельная сила штамповки заготовки примерно на 30% ниже, чем при штамповке молотком, что может увеличить срок службы штампа. Уменьшение теплового эффекта также снижает риск перегрева металла и повышения температуры, превышающей ТБ.
Под тем же единичным давлением, что и при штамповке ковочного молота, когда пресс штампуется. Температуру нагрева заготовки можно уменьшить на 50100 градусов. Таким образом, взаимодействие между нагретым металлом и периодическим газом, а также разница температур между заготовкой и матрицей также соответственно уменьшаются, тем самым улучшая однородность деформации, а также значительно улучшается однородность структуры штамповки. и согласованность механических свойств также соответственно улучшается. Уменьшите скорость деформации, численный рост более очевидной усадки поверхности, усадка поверхности более чувствительна к структурным дефектам, вызванным перегревом.
Трение о инструмент велико, и контактная поверхность заготовки остывает слишком быстро. Для улучшения текучести титанового стержня и увеличения срока службы матрицы. Обычной практикой является увеличение наклона штампа и радиуса галтели и использование смазочных материалов: высота перемычки на ковке больше, чем у стали. Характерной особенностью деформации титанового стержня является то, что ему труднее проникнуть в глубокую и узкую канавку матрицы, чем стальному. Это связано с тем, что титан обладает высокой стойкостью к деформации. Обычно он примерно на 2 мм больше. Иногда борфрезные канавки с неравномерным размером перемычки можно использовать для ограничения или ускорения подачи металла в определенную часть канавки. Например, для того, чтобы канавку было легко заполнить. Прямоугольная коробчатая поковка (как показано на рисунке 12) имеет более тонкие переднюю и заднюю боковые стенки; более толстые левая и правая боковые стенки. Когда вокруг коробчатой детали используются канавки с заусенцами, показанные на рисунке BB, из-за небольшого сопротивления металла, текущего в левую и правую боковые стенки, металлу трудно течь к более тонким передней и задней боковым стенкам, и его невозможно заполнить. Позже на передней и задней боковых стенках по-прежнему используются канавки с заусенцами, показанные на рисунке BB, а на левой и правой боковых стенках используются канавки с заусенцами, показанные на рисунке AA. Благодаря широкому размеру перемычки и затруднению демпфирующей канавки более тонкие передняя и задняя боковые стенки полностью заполняются, а металл экономится по сравнению с вышеупомянутым методом заусенцев.
Он обеспечивает реальный метод решения проблемы формирования больших и сложных прецизионных поковок из титановых стержней. Этот метод широко используется при производстве титановых стержней. Одним из наиболее эффективных способов улучшения текучести титановых стержней и снижения сопротивления деформации является повышение температуры предварительного нагрева матрицы. Изотермическая ковка и горячая штамповка были разработаны за последние два-три десятилетия в стране и за рубежом.
