TC4 टाइटेनियम मिश्र धातु फोर्जिंग प्रक्रिया और टूलींग डिजाइन

टाइटेनियम मिश्र धातु में उत्कृष्ट व्यापक गुण हैं जैसे कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति, उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और गैर-चुंबकीय, आदि। टाइटेनियम मिश्र धातु फोर्जिंग का न केवल विमानन और एयरोस्पेस विनिर्माण उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, बल्कि इसकी एक विस्तृत श्रृंखला भी है। समुद्री, रसायन, मोटर वाहन उद्योग और चिकित्सा उपकरणों में अनुप्रयोग। इसलिए, हम इस कनेक्टिंग प्लेट के निर्माण के लिए आदर्श सामग्री के रूप में TC4 टाइटेनियम मिश्र धातु को चुनते हैं। फोर्जिंग प्रक्रिया और टूलींग डिज़ाइन बिंदु:

1, बार सामग्री विनिर्देशों का चयन। क्रॉस-सेक्शन विश्लेषण लेने के लिए त्रि-आयामी मॉडल के माध्यम से, यह देखा जा सकता है कि फोर्जिंग बड़ा क्रॉस-सेक्शन दोनों सिरों पर स्थित है, φ90 मिमी के समतुल्य व्यास, φ68 मिमी के शेष क्रॉस-सेक्शन समतुल्य व्यास, फोर्जिंग लंबाई दिशा में क्रॉस-सेक्शन आकार अपेक्षाकृत समान है। फोर्जिंग की लंबाई 300 मिमी है, फोर्जिंग के विभिन्न प्रकार के समान आकार विकसित करने में हमारे अनुभव के अनुसार, दो-छोर मोल्डिंग से भरा होने के लिए बार की लंबाई फोर्जिंग के आकार के करीब है, इसलिए प्रारंभिक चयन 300 मिमी की बार लंबाई की, और फिर बार की मात्रा के रूप में फोर्जिंग की मात्रा को 1.25 से गुणा करें, बार व्यास की गणना φ80 मिमी की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रारंभ में सामग्री φ80 मिमी × 300 मिमी के लिए विनिर्देश प्राप्त होता है।

2, टाइटेनियम मिश्र धातु बार की तैयारी। फोर्जिंग (लुढ़का हुआ) बार, सतह पर कठोर और भंगुर परत की एक परत होती है, डाई फोर्जिंग, परत को हटाने की आवश्यकता होती है, ताकि फोर्जिंग करते समय बिलेट की सतह में दरार न पड़े। व्यास 50मिमी से अधिक, आम तौर पर 5मिमी हटाने के लिए घुमाया जाता है। मोड़, जैसे कि अलग-अलग हिस्से अभी भी ख़राब हैं, को खत्म करने के लिए पॉलिश किया जाना चाहिए, पीसने की गहराई 0.5 मिमी से अधिक नहीं होनी चाहिए। R5 के बार सिरे गोल कोनों वाले हैं, ताकि फोर्जिंग के दौरान रिक्त स्थान को टूटने से बचाया जा सके।

3, उपकरण चयन. फोर्जिंग बल की गणना 4000t के रूप में की जाती है। टाइटेनियम मिश्र धातु तापीय चालकता कम है, कमरे का तापमान एल्यूमीनियम 1/15, लोहा 1/5 है, फोर्जिंग हथौड़ा फोर्जिंग टाइटेनियम मिश्र धातु की गति तेज है जब केंद्रीय थर्मल प्रभाव ओवरहीटिंग घटना उत्पन्न करना आसान होता है, फोर्जिंग प्रदर्शन पर अधिक प्रभाव पड़ता है, और विरूपण होता है प्रेस द्वारा उत्पन्न ऊष्मा स्पष्ट नहीं है। फोर्जिंग परिशुद्धता आवश्यकताओं और मेरे संयंत्र उपकरण की वास्तविक स्थिति के अनुसार, फोर्जिंग उपकरण के रूप में 5000t उच्च ऊर्जा स्क्रू प्रेस चुनें।

4, बिलेट स्नेहन। बिलेट प्रीहीटिंग तापमान 120 ± 30 डिग्री, प्रीहीटिंग भट्टी में 20 मिनट तक प्रीहीटिंग, ग्लास स्नेहक का समान रूप से छिड़काव, भट्ठी को लोड करने से पहले बिलेट सतह स्नेहक को सुखाना।

5, हीटिंग विनिर्देश। मानक के अनुसार TC4 टाइटेनियम मिश्र धातु का प्रारंभिक फोर्जिंग तापमान 96° से शुरू होता है, अंतिम फोर्जिंग तापमान 800 डिग्री होता है और धारण समय 0.8 मिनट/मिमी होता है। टाइटेनियम मिश्र धातु में कम तापीय चालकता होती है, ओवरहीटिंग ऑक्सीकरण और हाइड्रोजन के अवशोषण को रोकने के लिए, नई भट्टी और लंबे समय तक भट्टी में लंबे समय तक उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, पहले नमी को हटाने के लिए जला दिया जाना चाहिए और फिर उपयोग करना चाहिए भट्ठी तापमान क्षेत्र सटीकता ± 10 डिग्री। तापमान बहुत अधिक है, संगठन मोटा है, अनाज मोटा है; तापमान बहुत कम है, विरूपण प्रतिरोध बड़ा है, दरारें और अन्य फोर्जिंग दोष उत्पन्न करना आसान है।
6, बिलेट बनाना. इसका उद्देश्य धातु को उचित रूप से वितरित करना है, इस उत्पाद को धातु को फोर्जिंग के दोनों किनारों और सिरों पर इकट्ठा करने की आवश्यकता है, बिलेट के आकार का डिज़ाइन प्री-फोर्जिंग और अंतिम फोर्जिंग मोल्डिंग प्रभाव के लिए महत्वपूर्ण है। रिक्त स्थान के टूटने के कारण होने वाली अत्यधिक विकृति से बचने के लिए, रिक्त स्थान की विकृति 60% से कम या उसके बराबर है, रिक्त स्थान का आकार चित्र 2 में दिखाए अनुसार डिज़ाइन किया गया है।

7, फोर्जिंग मोल्ड गुहा डिजाइन। पहली आग रिक्त स्थान और प्री-फोर्जिंग के उत्पादन को पूरा करने के लिए, दूसरी आग अंतिम फोर्जिंग और सटीक फोर्जिंग को पूरा करने के लिए। प्री-फोर्जिंग, कटिंग एज, सैंडब्लास्टिंग, ग्राइंडिंग के बाद, एक ओर फोर्जिंग की सतह के दोषों को दूर करने के लिए, अंतिम फोर्जिंग के बाद फोर्जिंग की सतह की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए; दूसरी ओर, कटिंग एज धातु बनाने के प्रतिरोध को कम कर सकता है, जो फोर्जिंग आकार की मोटाई के लिए अनुकूल है। चार गुहाओं के लिए गुहा डिज़ाइन (चित्र 3): बिलेट (ऊपरी बाएँ) → प्री-फोर्जिंग (ऊपरी दाएँ) → अंतिम फोर्जिंग (निचला दाएँ) → सटीक फोर्जिंग (निचला बाएँ)। सटीक फोर्जिंग कैविटी के डिजाइन का उद्देश्य मोल्ड जीवन और फोर्जिंग आयामी सटीकता में सुधार करना है। पूर्ण फोर्जिंग बनाने के लिए, अपेक्षाकृत जटिल और गहरी गुहाओं को ऊपरी सांचे में रखा जाता है। विरूपण नियंत्रण: 21.5 मिमी के लिए बिलेट मोल्ड प्लेट मोटाई डिजाइन, 12 मिमी की प्री-फोर्जिंग प्लेट मोटाई डिजाइन आकार, 5.2 मिमी की अंतिम फोर्जिंग प्लेट मोटाई, अंतिम फोर्जिंग विरूपण 30% से अधिक है, अन्यथा फोर्जिंग अनाज का कारण बनना आसान है आकार, प्रदर्शन में गिरावट। साँचे का प्रीहीटिंग तापमान: 200-300 डिग्री।
8, अत्याधुनिक मोल्ड डिजाइन। कटिंग एज मोल्ड डिज़ाइन में दो गुहाएं होती हैं (चित्रा 4), प्री-फोर्जिंग कटिंग एज के दाईं ओर, अंतिम फोर्जिंग शीर्ष सामग्री के रूप में उपयोग किए जाने वाले फ्लाइंग एज के हिस्से को बनाए रखने के लिए कटिंग एज, कटिंग एज के बाद अंतिम फोर्जिंग के लिए बाईं गुहा। गुहा. किनारे की परिशुद्धता में कटौती करने के लिए, ऊपरी और निचले डाई क्लीयरेंस के किनारे को काटने के लिए 0.8 मिमी के लिए डिज़ाइन किया गया है, कटिंग एज डाई असेंबली और ऊपरी की स्थिति और नियंत्रण के लिए गाइड पिलर गाइड स्लीव संरचना का डिज़ाइन और कम डाई क्लीयरेंस आयामी सटीकता।

9, फोर्जिंग शीतलन और गर्मी उपचार। फोर्जिंग के वायु-ठंडा होने के बाद, एनीलिंग ताप उपचार पूरा हो जाता है।
10, फोर्जिंग प्रक्रिया में टाइटेनियम मिश्र धातु का प्रदूषण और सफाई। बिलेट को गर्म करने से पहले साफ किया जाना चाहिए, वहां कोई तेल, लोहे का बुरादा, क्लोरीनयुक्त उत्पाद नहीं होना चाहिए, उंगलियों के निशान नहीं रहने चाहिए; इलेक्ट्रिक भट्ठी में अवशिष्ट ऑक्सीकृत त्वचा नहीं होगी, कोई स्टील बिलेट नहीं होगा, भट्ठी के नीचे स्टेनलेस स्टील कास्टिंग करने के लिए अस्तर प्लेट भी होगी; बिलेट को कांच के स्नेहक के साथ लेपित किया जाता है, या सुरक्षात्मक वातावरण में गर्म किया जाता है।