zgjxcad 发表于 2013-7-4 01:00:28

锻压技术:钛合金锻造的加热工艺

  钛合金加热的第一个特点是,与铜、铝、铁和镍相比,钛的导热率低,加热的主要困难是:采用表面加热方法时,加热时间相当长。大型坯料加热时,截面温差大。与铜、铁、镍基合金的导热率随着温度的提高而下降不同,钛合金的导热率是随着温度的提高而增加。
  钛合金加热的第二个特点是,当提高温度时它们会与空气发生强烈的反应。当在650℃以上加热时,钛与氧强烈反应,而在700℃以上时,则与氮也发生反应,同时形成被这两种气体所饱和的较深表面层。例如,当采用表面加热方式把直径350mm的钛坯料加热到1100~1150时,就需要在钛与气体强烈反应的温度范围中保温3~4h以上,则可能形成厚度1mm以上的吸气层。这种吸气层会恶化合金的变形性能。
  在具有还原性气氛的油炉中加热时,吸氢特别强烈,氢能在加热过程中扩散到合金内部,降低合金的塑性。当在具有氧化性气氛的油炉中加热时,钛合金的吸氢过程显著减慢;在普通的箱式电炉中加热时,吸氢更慢。
  由此可知,钛合金毛坯应在电炉中加热。当不得不采用火焰加热时,应使炉内气氛呈微氧化性,以免引起氢脆。无论在哪类炉子中加热,钛合金都不应与耐火材料发生作用,炉底上应垫放不锈钢板。不可采用含镍量超过50%的耐热合金板,以免坯料焊在板上。
  为了使锻件和模锻件获得均匀的细晶组织和高的力学性能,加热时,必须保证毛坯在高温下的停留时间最短。因此,为解决加热过程中钛合金的导热率低和高温下吸气严重的问题,通常采用分段加热。在第一阶段,把坯料缓慢加热到650~700℃,然后快速加热到所要求的温度。因为钛在700℃以下吸气较少,分段加热氧在金属中总的渗透效果比一般加热时小得多。
  采用分段加热可以缩短坯料在高温下的停留时间。虽然钛在低温时导热系数低,但在高温时导热系数与钢相近,因此,钛加热到700℃后,可比钢更快地加热到高温。
  对于要求表面质量较高的精密锻件,或余量较小的重要锻件(如压气机叶片、盘等),坯料最好在保护气氛中加热(氩气或氦气),但这样投资大,成本高,且出炉后仍有被空气污染的危险,因此生产中常采用涂玻璃润滑剂保护涂层,然后在普通箱式电阻炉中加热。玻璃润滑剂不仅可避免坯料表面形成氧化皮,还可减少α层厚度,并能在变形过程中起润滑作用。
  工作时若短时间中断,应将装有坯料的炉子的温度降至850℃,待继续工作时,以炉子功率可能的速度将炉温重新升至始锻温度。当长时间中断工作时,坯料应出炉,并置于石棉板或干砂上冷却。


文章关键词: 锻压
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