Kunststoffverarbeitungstechnologie von Titanlegierungsplatten, -streifen und -folien

Platten, Streifen und Folien aus Titanlegierung sind Kerntypen von mit Titanlegierungen verarbeiteten Materialien. Ihre Präzision, Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften bestimmen direkt die Betriebszuverlässigkeit und Lebensdauer von Terminalkomponenten. Bei der Herstellung solcher Werkstoffe ist die Kunststoffverarbeitung ein zentrales Glied. Es realisiert die Umformung und Modifizierung von Knüppeln zu fertigen Produkten durch Anwendung äußerer Kräfte, um eine plastische Verformung der Knüppel herbeizuführen und gleichzeitig die Mikrostruktur und Eigenschaften zu regulieren.

 

 

Titanlegierungen unterliegen einer allotropen Umwandlung und liegen in einer Niedertemperaturphase und einer Hochtemperaturphase vor. Es beeinflusst ihre Kunststoffverarbeitungsleistung. Die Titanlegierungen vom Typ - weisen eine schlechte Plastizität und eine hohe Verformungsbeständigkeit auf, während Titanlegierungen vom Typ - und + - eine ausgezeichnete Plastizität aufweisen und leicht zu formen sind.

 

2.1 Walzprozess: Die Kerntechnologie

2.1.1 Warmwalzprozess

Als primäre Kunststoffverarbeitungsmethode für Platten und Bänder aus Titanlegierungen werden beim Warmwalzen kaltgewalzte Knüppel oder Direktbleche hergestellt. Es beseitigt Gussfehler, verfeinert die Körnung und verbessert die Materialdichte und -gleichmäßigkeit.

 

Wichtige Steuerparameter: Erwärmungstemperatur, Walzgeschwindigkeit, Verformungsbetrag und Abkühlung nach dem Walzen. Bei Titanlegierungsfolien mit nahezu-hoher-Temperatur wird das Plattierschweißen gefolgt von zwei-Stufen-Wärmewalzen und Querwalzen eingesetzt, um Risse zu vermeiden und die Produktion zu vereinfachen.

 

2.1.2 Kaltwalzprozess

Beim Kaltwalzen werden warm{0}gewalzte Brammen verwendet, um dünne Platten und Folien durch Mehrdurchgangswalzen bei niedrigen{1}}Temperaturen herzustellen. Dadurch wird die Dicke reduziert, die Präzision verbessert, Materialien durch Kaltverfestigung gestärkt, Körner verfeinert und die Oberflächenrauheit verbessert.

 

Es folgt dem Prinzip „Mehrfachdurchgang, kleine Verformung, häufiges Glühen“: Einzeldurchgangsverformung 5–20 %, Gesamtverformung 50–80 %; Zwischenglühen bei 500–700 Grad für 30–120 Minuten unter Vakuum oder Schutzgas, um Oxidation zu verhindern. Zur Vermeidung von Kratzern und Anhaften der Walzen sind Schmierstoffe mit hoher-Temperatur und hoher Schmierfähigkeit erforderlich. Bei ultradünnen Folien wird das Plattierungspaketwalzen verwendet, gefolgt von alkalischem Beizen, um Plattierungs- und Oxidschichten zu entfernen.

 

2.1.3 Warmwalzprozess

Zwischen Warm- und Kaltwalzen kombiniert das Warmwalzen die hohe Plastizität des Warmwalzens und die hohe Präzision des Kaltwalzens.

Geeignet für Titanlegierungen mit niedriger -Plastizität - und hochpräzise dünne Platten. Es reduziert den Verformungswiderstand, verringert Defekte und vermeidet Oxidation bei hohen Temperaturen und übermäßige Kaltverfestigung bei Raumtemperatur. Kernpunkte: präzise Temperaturkontrolle, angepasste Verformungsgeschwindigkeit und Nachglühen bei niedriger-Temperatur-, um Restspannungen zu beseitigen und die Mikrostruktur zu stabilisieren.

 

2.2 Extrusionsprozess

Beim Extrusionsprozess wird durch eine Extrusionsdüse eine dreiachsige Druckspannung auf den Barren ausgeübt, um eine plastische Formgebung zu erreichen. Es ermöglicht die Verarbeitung großer-Verformungen und hemmt die Rissbildung, wodurch es für Titanlegierungen mit geringer Plastizität oder Platten/Streifen mit speziellen Querschnitten geeignet ist. Es wird in direkte Extrusion und indirekte Extrusion unterteilt.

 

Die wichtigsten Parameter sind wie folgt: Die Extrusionstemperatur liegt nahe an der des Warmwalzens, das Extrusionsverhältnis beträgt 5–20 und die Geschwindigkeit beträgt 0,1–1 m/s. Zum Schutz der Oberfläche und zur Reduzierung des Verformungswiderstandes werden Glasschmierstoffe eingesetzt. Seine Effizienz ist geringer als die des Walzens und es ist schwierig, breite Platten und Bänder in Massenproduktion herzustellen. Es wird hauptsächlich für die Vorbereitung von Sonderspezifikationen in Kleinserien oder für die Vorbehandlung von Walzbarren verwendet.

 

2.3 Schmiedeprozess

Beim Schmieden von Platten, Bändern und Folien aus Titanlegierungen wird durch eine Schmiedepresse Kraft auf den Barren ausgeübt, um eine plastische Verformung zu erreichen. Es kann grobe Körner brechen, innere Defekte beseitigen und gleichmäßige und dichte Schmiedeknüppel für das anschließende Walzen vorbereiten. Es wird hauptsächlich zur Herstellung dicker Blechbarren verwendet und ist in Freiformschmieden und Gesenkschmieden unterteilt.

 

Der Kern besteht darin, die Schmiedetemperatur, den Verformungsgrad und die Geschwindigkeit zu steuern. Um Risse zu vermeiden, sollten niedrige Temperaturen und übermäßige Verformung vermieden werden. Nach dem Schmieden wird ein Homogenisierungsglühen durchgeführt, um Spannungen abzubauen und die Mikrostruktur zu stabilisieren.

 

2.4 Neue Kunststoffverarbeitungstechnologien

Superplastischer Umformprozess: Titanlegierungen erreichen eine große-Verformung und eine hochpräzise-Formgebung und können ultra-dünne und komplex-geformte Platten und Folien herstellen. Die Verformung ist gleichmäßig ohne offensichtliche Kaltverfestigung, wodurch Risse verhindert, der Verformungswiderstand verringert, der Formverschleiß verringert und die Präzision und Oberflächenqualität verbessert werden können. Es werden hauptsächlich Vakuum-Thermoformen und Gasdruckformen eingesetzt.

 

Verfahren zur Kunststoffumformung von Verbundwerkstoffen: Es kombiniert zwei oder mehr Kunststoffverarbeitungsmethoden und integriert die Vorteile jedes Prozesses, um eine effiziente und hochpräzise Vorbereitung von Platten, Bändern und Folien aus Titanlegierungen zu erreichen. Der Hauptprozess ist „Warmwalzen + Kaltwalzen + Glühen“, die Kerntechnologie für die Massenproduktion dünner Platten und Folien, mit der Produkte mit hoher Präzision und hervorragender Leistung erhalten werden können.

 

Es gibt auch Formen wie „Extrudieren + Walzen“. Durch das akkumulative Walzenbinden können Körner verfeinert werden, um hoch-feste und duktile, ultra-feinkörnige-Platten und Streifen zu erzeugen. Das Plattieren und Packwalzen eignet sich für die Herstellung von Titanlegierungsfolien mit nahezu -hoher-Temperatur, wodurch Oberflächenrisse verhindert, die Effizienz verbessert und der Prozess vereinfacht werden können.

 

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