Processus de forgeage en alliage de titane TC4 et conception d'outillage

L'alliage de titane possède d'excellentes propriétés complètes telles qu'une faible densité, une résistance spécifique élevée, une résistance aux températures élevées, une résistance à la corrosion et non magnétique, etc. Les pièces forgées en alliage de titane sont non seulement largement utilisées dans les industries de fabrication aéronautique et aérospatiale, mais ont également une large gamme de applications dans les secteurs maritime, chimique, automobile et des dispositifs médicaux. Par conséquent, nous choisissons l'alliage de titane TC4 comme matériau idéal pour fabriquer cette plaque de connexion. Processus de forgeage et points de conception d'outillage :

1, la sélection des spécifications des matériaux de la barre. Grâce au modèle tridimensionnel pour effectuer l'analyse de la section transversale, on peut voir que la grande section transversale de forgeage est située aux deux extrémités, le diamètre équivalent de φ90 mm, le reste de la section transversale a un diamètre équivalent de φ68 mm, forgeant dans le sens de la longueur, la taille de la section transversale est relativement uniforme. La longueur de la pièce forgée est de 300 mm, selon notre expérience dans le développement d'une variété de formes similaires de pièces forgées, la longueur de la barre est proche de la taille de la pièce forgée afin d'être pleine de moulage à deux extrémités, donc la sélection préliminaire de la longueur de la barre de 300 mm, puis multipliez le volume du forgeage par 1,25 en tant que volume de la barre, le diamètre de la barre est calculé comme étant de φ80 mm, ce qui donne initialement la spécification pour le matériau de φ80 mm × 300 mm.

2, préparation de la barre en alliage de titane. Barre de forgeage (laminée), la surface a une couche de couche dure et cassante, le forgeage, il faut enlever la couche, afin de ne pas provoquer de fissuration de la surface de la billette lors du forgeage. Diamètre supérieur à 50 mm, généralement tourné pour retirer 5 mm. le tournage, tel que les pièces individuelles sont encore défectueuses, doit être poli pour éliminer, la profondeur de meulage ne dépasse pas 0,5 mm. extrémités des barres des coins arrondis R5, afin d'éviter la fissuration des ébauches lors du forgeage.

3, sélection de l'équipement. La force de forgeage est calculée à 4000t. La conductivité thermique de l'alliage de titane est faible, la température ambiante est de l'aluminium 1/15, du fer 1/5, le marteau de forgeage forge la vitesse de l'alliage de titane plus rapidement lorsque l'effet thermique central est facile à produire un phénomène de surchauffe, les performances de forgeage ont un plus grand impact et la déformation la chaleur générée par la presse n’est pas évidente. En fonction des exigences de précision du forgeage et de la situation réelle de mon équipement d'usine, choisissez une presse à vis haute énergie de 5 000 t comme équipement de forgeage.

4, lubrification des billettes. Température de préchauffage des billettes de 120 ± 30 degrés, préchauffage dans le four de préchauffage pendant 20 minutes, lubrifiant pour verre pulvérisé uniformément, séchage du lubrifiant de surface des billettes avant de charger le four.

5, spécifications de chauffage. Selon la norme pour déterminer la température de forgeage initiale de l'alliage de titane TC4 de 960 degrés, la température de forgeage finale de 800 degrés, temps de maintien de 0,8 min/mm. L'alliage de titane a une faible conductivité thermique, afin d'éviter la surchauffe, l'oxydation et l'absorption de l'hydrogène, le nouveau four et une longue période de non-utilisation dans le four doivent être vides d'abord brûlés pour éliminer l'humidité, puis utiliser le Précision du champ de température du four ± 10 degrés. La température est trop élevée, l'organisation est grossière, le grain est grossier ; la température est trop basse, la résistance à la déformation est grande, il est facile de produire des fissures et autres défauts de forgeage.
6, fabrication de billettes. Le but est de répartir raisonnablement le métal, ce produit doit rassembler le métal sur les deux côtés et les extrémités du forgeage, la conception de la forme de la billette est cruciale pour l'effet de moulage avant le forgeage et le forgeage final. Afin d'éviter une déformation excessive provoquée par une fissuration du flan, la déformation du flan inférieure ou égale à 60 %, la forme du flan est conçue comme indiqué sur la figure 2.

7, forger la conception de la cavité du moule. Le premier feu pour achever la production des ébauches et le pré-forgeage, le deuxième feu pour achever le forgeage final et le forgeage de précision. Après le pré-forgeage, le tranchant, le sablage, le meulage, d'une part, pour éliminer les défauts de surface des pièces forgées, améliorer la qualité de surface des pièces forgées après le forgeage final ; d'autre part, le tranchant peut réduire la résistance au formage du métal, ce qui est propice à l'épaisseur des pièces forgées. Conception de cavité pour quatre cavités (Figure 3) : billette (en haut à gauche) → pré-forgeage (en haut à droite) → forgeage final (en bas à droite) → forgeage de précision (en bas à gauche). Le but de la conception de la cavité de forgeage de précision est d’améliorer la durée de vie du moule et la précision dimensionnelle du forgeage. Afin de former une pièce forgée complète, des cavités relativement complexes et plus profondes sont placées dans le moule supérieur. Contrôle de la déformation : conception d'épaisseur de plaque de moule de billette de 21,5 mm, épaisseur de plaque de pré-forgeage de 12 mm, épaisseur finale de la plaque de forgeage de 5,2 mm, la déformation finale de forgeage est supérieure à 30 %, sinon il est facile de provoquer le grain de forgeage taille, baisse des performances. Température de préchauffage du moule : 200-300 degré.
8, conception de moule de pointe. La conception du moule de pointe comporte deux cavités (Figure 4), le côté droit du tranchant de pré-forgeage, le tranchant pour retenir une partie du bord volant utilisé comme matériau supérieur de forgeage final, la cavité gauche pour le forgeage final après le tranchant. cavité. Afin de couper avec précision le bord, le bord de la matrice supérieure et inférieure est conçu pour 0 0,8 mm, la conception de la structure du manchon de guidage du pilier de guidage pour l'assemblage de la matrice de coupe, ainsi que le positionnement et le contrôle de la partie supérieure. et une précision dimensionnelle du jeu de matrice inférieure.

9, refroidissement et traitement thermique de forgeage. Une fois le forgeage refroidi à l’air, le traitement thermique de recuit est terminé.
10, Pollution et nettoyage de l’alliage de titane lors du processus de forgeage. La billette doit être nettoyée avant d'être chauffée, il ne doit y avoir aucune huile, limaille de fer, produits chlorés, les empreintes digitales ne doivent pas rester ; le four électrique ne doit pas avoir de peau oxydée résiduelle, il ne doit pas y avoir de billettes d'acier, le fond de la plaque de revêtement du four doit également être coulé en acier inoxydable ; billette enduite de lubrifiant pour verre, ou chauffée sous atmosphère protectrice.