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钛合金环材锻件轧制技术介绍

2021-11-15 09:21:53

钛及钛合金具有比强度高、耐蚀性好等特点,其环材在航空、航天、舰船、化工等工业得到广泛应用。钛及钛合金环材的生产主要采用自由锻和在专用轧环机轧制的方法进行。由于钛及钛合金塑性差,自由钛锻件生产钛合金环材火次变形量小,环材生产周期长、尺寸精度低、表面质量差、环材的内部组织不易均匀、无法生产变截面环材等缺点;而轧制生产钛合金环材则具有轧制速度快、环材温降小、材料塑性好、火次变形量大、可生产变截面环材等优点,是一种先进的环材生产工艺。

钛及钛合金环材轧制设备根据轧制中环形件位 置分为立式轧环机和卧式轧环机,又根据轧制方式分为径向轧环机和径向-轴向轧环机。

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环材轧制前,必须制备出满足环材轧制要求的 环坯。环坯制备目前最常用的方法是采用自由锻对 棒坯镦粗、冲孔制备而成。环材轧制用环坯内径必 须大于轧环机芯辊 30 mm 以上,环坯高度一般与轧 环的高度相同或稍高,壁厚根据轧环机的径向轧制 力大小、钛合金的变形抗力、环件内在质量要求而 不同,由于轧环机最适合轧制薄壁环材,因此一般 环坯壁厚不要超过 200 mm。

环材轧制不同于板材轧制,轧辊的直径不同, 主辊的直径远远大于芯辊的直径,轧制变形时,辊 缝是连续变化的,即芯辊不断向主辊方向直线运动, 辊缝减小,环件壁厚减小,直径增大。

在环材轧制过程中,随着环坯尺寸的变化,坯料的实际变形速度总是在变化。轧环速度的分布是钛及钛合金环材轧制的关键因素,是对整个轧环过程进行控制的主导环节,环坯壁厚的缩减速度直接影响辗压过程的稳定性,也会直接影响环件的尺寸精度及形状误差。

钛锻件轧制钛及钛合金环材常见的缺陷主要有椭圆、端面毛刺、表面裂纹、喇叭口、组织不合。环件椭圆的原因主要是坯料温度不均,轧制速度分配不合理,整形阶段时间短,轧机未调整好;端面毛刺主要是由于火次变形量大,坯料断面处倒角小等原因造成;喇叭口主要是芯辊刚度差,设备未调整合适等原因造成;组织不合主要是坯料组织差,同时轧制变形量小,轧制工艺不合理,坯料轧制过程中温升严重,超过钛合金材料β转变点等原因造成。

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