Technológia kovania pri spracovaní titánových materiálov

Titánové kovové materiály sú široko používané v leteckom, medicínskom, chemickom a inom odbore kvôli ich vysokej pevnosti, nízkej hustote, dobrej odolnosti proti korózii a vysokej teplotnej odolnosti. Pri spracovaní titánového kovu sa kovanie používa ako dôležitá metóda tvárnenia na vytvorenie plastickej deformácie materiálu pôsobením vonkajšej sily, aby sa zmenila jeho veľkosť a tvar a zlepšili sa vlastnosti materiálu. Tento príspevok podrobne predstaví technológiu kovania pri spracovaní kovových materiálov z titánu, vrátane rôznych typov metód kovania a ich vlastností.
I. Klasifikácia metód kovania
Voľné kovanie: voľné kovanie je najzákladnejšia metóda kovania, polotovar v hornej a dolnej nákove medzi voľnou deformáciou. Táto metóda je vhodná na výrobu jednoduchých tvarov, požiadaviek na presnosť výkovkov, ako sú veľké ozubené kolesá, hriadele a pod. Výhodou voľného kovania je flexibilný proces, prispôsobivosť, ale miera využitia materiálu je nízka a vyžaduje si vysokú zručnosť v kovaní.
Zápustkové kovanie: zápustkové kovanie je spôsob kovania predvalkov vo forme. Podľa otvárania a zatvárania formy možno zápustkové kovanie rozdeliť na otvorené zápustkové kovanie a uzavreté zápustkové kovanie. Uzavreté zápustkové kovanie vďaka žiadnej odletovej hrane, vysoké materiálové využitie, vysoká rozmerová presnosť výkovkov, vhodné na výrobu veľkosériových, tvarovo zložitých výkovkov. Výhody zápustkového kovania sú vysoká efektívnosť výroby, kvalitné výkovky, ale cena formy je vysoká a vyžaduje si pravidelnú údržbu.

Extrúzia: Extrúzia je ingot do extrúzneho valca, cez matricu a extrúznu tyč na tlak ingotu, takže je vytlačený z metódy vytvárania otvoru v matrici. Extrúzia je vhodná na výrobu dlhých tyčí, rúr, profilov a iných výkovkov. Výhodami extrúzie sú vysoké materiálové využitie, hustá vnútorná organizácia výkovkov, ale veľké investície do zariadení a zložitý proces.
Kovanie valcovaním a priečne valcovanie: tieto dva spôsoby sa používajú hlavne na spracovanie dlhých a tenkých materiálov, prostredníctvom rotujúcich valcov alebo valcov na predvalku na nepretržitú deformáciu. Výhodami valcovania a krížového valcovania je vysoká produktivita, dobré využitie materiálu, vhodné pre veľkosériovú výrobu.
Kyvadlové valcovanie, kyvadlové rotačné kovanie a prstencové valcovanie: tieto metódy využívajú rotačnú matricu na lokálne alebo integrálne vytvorenie predvalku. Sú vhodné na výrobu zložitých tvarov, vysoké požiadavky na presnosť výkovkov, ako sú ozubené kolesá, ložiskové krúžky a pod. Tieto metódy kovania zvyčajne vyžadujú precíznu konštrukciu zápustky a kontrolu na dosiahnutie vysokej kvality produktu.
Po druhé, hlavné body procesu kovania
Výber pomeru kovania: primeraný pomer kovania je nevyhnutný na zlepšenie kvality výkovkov a zníženie nákladov. Príliš malý pomer kovania môže viesť k nerovnomernej vnútornej organizácii výkovkov, poklesu výkonu; príliš veľký pomer kovania môže zvýšiť náročnosť a náklady na kovanie.
Teplota zahrievania a doba držania: titánový kov je potrebné pred kovaním zahriať, aby sa zlepšila jeho plasticita a znížila sa odolnosť proti deformácii. Správna teplota ohrevu a čas zdržania môžu zabezpečiť, že vnútorná teplota polotovaru bude rovnomerná, aby sa zabránilo prehriatiu alebo prepáleniu.
Množstvo deformácie a rýchlosť deformácie: Primerané množstvo deformácie a rýchlosť deformácie na riadenie organizácie a výkonu výkovkov má dôležitý vplyv. Nadmerná deformácia môže viesť k praskaniu alebo nerovnomernej deformácii výkovku; príliš vysoká rýchlosť deformácie môže spôsobiť zvyškové napätia vo vnútri výkovku.
Dizajn a údržba formy: kvalita dizajnu formy priamo ovplyvňuje presnosť tvárnenia a kvalitu povrchu výkovkov. Formy by mali mať vysokú pevnosť a tvrdosť, aby odolali vysokej teplote a vysokému tlaku v procese kovania. Zároveň je dôležitým opatrením na zabezpečenie kvality výkovkov aj pravidelná údržba a generálna oprava formy.
Kovanie kovových materiálov z titánu je zložitý a jemný proces. Výberom vhodnej metódy kovania, optimalizáciou parametrov procesu kovania, návrhom primeranej zápustky a posilnením kontroly procesu a ďalšími opatreniami dokážeme vyrobiť vysokokvalitné, vysokovýkonné titánové výkovky. S neustálym pokrokom vedy a techniky a neustálym zdokonaľovaním procesnej technológie bude kovacie spracovanie titánových kovových materiálov hrať dôležitú úlohu vo viacerých oblastiach.