GR5 titaanisulami sepistamistehnoloogia ja tööriistade disain
Titaanisulamil on suurepärased terviklikud omadused, nagu madal tihedus, kõrge eritugevus, kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus ja mittemagnetilised omadused. Titaanisulamist sepiseid ei kasutata laialdaselt mitte ainult lennunduses ja kosmosetööstuses, vaid ka laevaehituses, keemiatööstuses, autotööstuses ja meditsiiniseadmetes ning muudes valdkondades. Tööstusel on lai valik rakendusi. Seetõttu valime selle ühendusplaadi valmistamiseks ideaalseks materjaliks TC4 titaanisulami. Sepistamisprotsessi ja tööriistade kujundamise põhipunktid:
1. Baari spetsifikatsioonide valik. Läbi kolmemõõtmelise mudeli sektsioonide analüüsi on näha, et sepise suurim osa asub mõlemas otsas, ekvivalentläbimõõt on φ90mm, ülejäänud sektsioonide ekvivalentläbimõõt on φ68mm. Sepise ristlõike suurus on pikkuse suunas suhteliselt ühtlane. Sepise pikkus on 300mm. Vastavalt meie kogemustele erinevate sarnase kujuga sepiste väljatöötamisel saab otsad täielikult vormida alles siis, kui varda pikkus on lähedane sepise suurusele. Seetõttu valitakse varda pikkuseks algselt 300 mm ja seejärel korrutatakse sepise maht latina 1,25-ga. Maht ja varda läbimõõt on arvutatud kui φ80 mm ja pimendamise spetsifikatsiooniks määratakse algselt φ80 mm × 300 mm.
2. Titaanisulamist varraste valmistamine. Sepistamiseks mõeldud sepistatud (valtsitud) varda pind on kõva ja rabeda kihiga. See kiht tuleb eemaldada enne stantsiga sepistamist, et vältida pragude tekkimist tooriku pinnale sepistamise ajal. Kui läbimõõt on suurem kui 50mm, kasutatakse tavaliselt 5 mm eemaldamiseks treimist. Kui mõnel osal on pärast treimist endiselt defekte, tuleb need lihvimise teel kõrvaldada ja lihvimissügavus ei tohi ületada 0,5 mm. Varda mõlemad otsad on R5 ümardatud, et vältida tooriku pragunemist sepistamise ajal.
3. Seadmete valik. Sepiste arvutuslik löögijõud on 4000t. Titaanisulami soojusjuhtivus on madal, 1/15 alumiiniumist ja 1/5 rauast normaaltemperatuuril. Kui sepistamishaamer sepistab titaanisulameid suurel kiirusel, on keskne termiline efekt altid ülekuumenemisele, mis mõjutab sepise jõudlust rohkem, ja pressi tekitatud deformatsioonisoojus ei ole ilmne. Vastavalt sepistamise täpsuse nõuetele ja meie tehase seadmete tegelikule olukorrale valitakse sepistamisseadmeks 5000 t suure energiatarbega kruvipress.
4. Toorikute määrimine. Tooriku eelsoojendustemperatuur on 120±30 kraadi, eelsoojendage seda eelkuumutusahjus 20 minutit, pritsige ühtlaselt klaasimäärdeainet ja asetage ahju pärast toori pinnal oleva määrdeaine kuivamist.
5. Kütte spetsifikatsioon. Vastavalt standardile on TC4 titaanisulami esialgne sepistamistemperatuur 960 kraadi, lõplik sepistamistemperatuur 800 kraadi ja säilivusaeg 0,8 min/mm. Titaanisulamitel on madal soojusjuhtivus. Ülekuumenemise, oksüdeerumise ja vesiniku neeldumise vältimiseks tuleb uued ahjud ja pikemat aega kasutamata ahjud enne kasutamist õhku põletada, et eemaldada niiskus. Elektriahju temperatuurivälja täpsus on ±10 kraadi. Kui temperatuur on liiga kõrge, muutub struktuur jämedaks ja kristalli terad on jämedad; kui temperatuur on liiga madal, on deformatsioonikindlus kõrge ja kergesti tekivad sepistamise vead, näiteks praod. Joonistage joonisel 1 näidatud küttekõver.
Joonis 1 Küttekõver
6. Tooriku valmistamine. Eesmärk on metalli mõistlikult jaotada. See toode nõuab metalli kogumist sepistamise külgedele ja otstele. Tooriku kuju kujundus on eelsepistamise ja lõpliku sepistamise vormimisefekti jaoks väga oluline. Tooriku liigsest deformatsioonist tingitud pragude vältimiseks on tooriku deformatsioon väiksem kui 60 protsenti või sellega võrdne ja tooriku kujund on näidatud joonisel 2.
7. Sepistamisvormi õõnsuse disain. Esimese tulega lõpetatakse tooriku valmistamine ja eelsepistamine ning teise tulega lõplik sepistamine ja täppissepistamine. Kärpimine, liivapritsiga töötlemine ja lihvimine pärast eelsepistamist võivad eemaldada sepistatud pinnadefektid ja parandada sepistamise pinna kvaliteeti pärast lõplikku sepistamist; teisest küljest võib kärpimine vähendada metalli vormimiskindlust, mis on kasulik sepistamise paksusele ja suurusele. Õõnsus on kujundatud nelja õõnsusena (joon. 3): tooriku valmistamine (üleval vasakul) → eelsepistamine (paremal ülemisel) → lõplik sepistamine (all parempoolne) → täppissepistamine (all vasak). Täpse sepistamise õõnsuse projekteerimise eesmärk on parandada stantsi eluiga ja sepistamise mõõtmete täpsust. Täieliku sepise moodustamiseks asetatakse sepise suhteliselt keeruline ja sügav õõnsus ülemisele matriitsile. Deformatsioonikontroll: tooriku vormi ribiplaadi paksus on kavandatud olema 21,5 mm, ribiplaadi kavandatud paksus pärast sepistamist on 12 mm, lõpliku sepistamise ribiplaadi paksus on 5,2 mm ja sepistamise lõplik deformatsioon on vähem kui 30 protsenti. Toimivus halveneb. Vormi eelsoojendustemperatuur: 200-300 kraadi.
Joonis 2 Tooriku valmistamise kindel konstruktsioon
Joonis 3 Süvendi paigutus
8. Kärpimisvormi disain. Trimmitööriist on konstrueeritud 2 õõnsusega (joonis 4). Paremal on lõikeõõnsus pärast eelsepistamist. Kärpimise ajal jäetakse osa välgust alles, et seda saaks lõplikul sepistamisel pealismaterjalina kasutada. Vasakpoolne õõnsus on lõikeõõnsus pärast lõplikku sepistamist. . Lõikamise täpsuse tagamiseks on ülemise ja alumise stantsi vahe ette nähtud 0,8 mm. Juhtposti ja juhthülsi struktuur on mõeldud trimmivormi kokkupanemiseks ja positsioneerimiseks ning ülemise ja alumise vormi vahelise pilu mõõtmete täpsuse kontrollimiseks.
9. Sepistamise jahutamine ja kuumtöötlus. Pärast sepistamise õhkjahutamist lõpetatakse lõõmutamise kuumtöötlus.
Joonis 4 Trimmimisstants
10. Reostus ja puhastamine titaanisulami sepistamise käigus. Enne kuumutamist tuleb toorik puhastada. Ei mingit õli, rauaviile, kloriide ega sõrmejälgi. Elektriahjus ei tohiks olla katlakivi ega toorikut. Ahju alumine vooder on eelistatavalt valatud roostevabast terasest. Toorik tuleks määrimiseks katta klaasiga. või kuumutatakse kaitsvas atmosfääris.
