تكنولوجيا تزوير وتصميم الأدوات من سبائك التيتانيوم GR5

تتميز سبائك التيتانيوم بخصائص شاملة ممتازة مثل الكثافة المنخفضة والقوة النوعية العالية ومقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل والخصائص غير المغناطيسية. لا تُستخدم المطروقات المصنوعة من سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في صناعة الطيران والفضاء فحسب، بل تُستخدم أيضًا في بناء السفن والصناعة الكيميائية وصناعة السيارات والمعدات الطبية وغيرها من المجالات. الصناعة لديها مجموعة واسعة من التطبيقات. ولذلك، فإننا نختار سبائك التيتانيوم TC4 كمادة مثالية لصنع لوحة التوصيل هذه. النقاط الرئيسية لعملية تزوير وتصميم الأدوات:

1. اختيار مواصفات الشريط. من خلال تحليل المقطع للنموذج ثلاثي الأبعاد، يمكن ملاحظة أن الجزء الأكبر من الحدادة يقع في كلا الطرفين، والقطر المكافئ هو φ90mm، والقطر المكافئ للمقاطع الأخرى هو φ68mm. حجم المقطع العرضي للتزوير موحد نسبيًا في اتجاه الطول. طول تزوير 300 ملم. وفقًا لخبرتنا في تطوير المطروقات المختلفة ذات الشكل المماثل، فقط عندما يكون طول الشريط قريبًا من حجم المطروق، يمكن تشكيل الأطراف بالكامل. لذلك، يتم تحديد طول الشريط مبدئيًا على أنه 300 مم، ثم يتم ضرب حجم الحدادة بـ 1.25 كشريط. يتم حساب الحجم وقطر القضيب بـφ80mm، ويتم تحديد مواصفات التقطيع مبدئيًا بـφ80mm×300mm.

2. إعداد قضبان سبائك التيتانيوم. يحتوي سطح الشريط المطروق (المدرفل) للتزوير على طبقة صلبة وهشة. يجب إزالة هذه الطبقة قبل تزوير القالب لتجنب حدوث تشققات على سطح الفراغ أثناء التزوير. عندما يكون القطر أكبر من 50مم، يتم استخدام الخراطة بشكل عام لإزالة 5 مم. بعد الدوران، إذا كانت بعض الأجزاء لا تزال بها عيوب، فيجب إزالتها عن طريق الطحن، ويجب ألا يتجاوز عمق الطحن 0.5 مم. كلا طرفي الشريط مستديران على شكل R5 لمنع تشقق البليت أثناء الحدادة.

3. اختيار المعدات. قوة التأثير المحسوبة للمطروقات هي 4000 طن. الموصلية الحرارية لسبائك التيتانيوم منخفضة، 1/15 من الألومنيوم و1/5 من الحديد في درجة الحرارة العادية. عندما تقوم المطرقة بتزوير سبائك التيتانيوم بسرعة عالية، يكون التأثير الحراري المركزي عرضة لارتفاع درجة الحرارة، مما له تأثير أكبر على أداء المطروقات، وحرارة التشوه الناتجة عن الصحافة ليست واضحة. وفقاً لمتطلبات دقة الحدادة والوضع الفعلي لمعدات مصنعنا، فقد تم اختيار مكبس لولبي عالي الطاقة 5000 طن كمعدات الحدادة.

4. تشحيم الخام. درجة حرارة التسخين المسبق للبليت هي 120 ± 30 درجة، قم بتسخينه في فرن التسخين المسبق لمدة 20 دقيقة، رش مادة التشحيم الزجاجية بالتساوي، ثم ضعه في الفرن بعد جفاف مادة التشحيم على سطح البليت.

5. مواصفات التدفئة. وفقًا للمعيار، درجة حرارة الحدادة الأولية لسبائك التيتانيوم TC4 هي 960 درجة، ودرجة حرارة الحدادة النهائية هي 800 درجة، ووقت التثبيت هو 0.8 دقيقة/مم. سبائك التيتانيوم لديها الموصلية الحرارية المنخفضة. من أجل منع ارتفاع درجة الحرارة والأكسدة وامتصاص الهيدروجين، يجب تسخين الأفران الجديدة والأفران التي لم يتم استخدامها لفترة طويلة بالهواء لإزالة الرطوبة قبل الاستخدام. دقة مجال درجة الحرارة للفرن الكهربائي هي ±10 درجة. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، فسوف يصبح الهيكل خشنًا وستكون حبيبات الكريستال خشنة؛ إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية، فإن مقاومة التشوه ستكون عالية، وسوف تحدث عيوب تزوير مثل الشقوق بسهولة. ارسم منحنى التسخين الموضح في الشكل 1.

الشكل 1: منحنى التدفئة

6. صنع الفراغات. والغرض من ذلك هو توزيع المعدن بشكل معقول. يتطلب هذا المنتج تجميع المعدن على جوانب وأطراف الحدادة. يعد تصميم الشكل الفارغ مهمًا جدًا لتأثير التشكيل للتزوير المسبق والتزوير النهائي. من أجل تجنب التشقق بسبب التشوه المفرط للفراغ، يكون تشوه الفراغ أقل من أو يساوي 60 بالمائة، ويظهر تصميم شكل الفراغ في الشكل 2.

7. تزوير تصميم تجويف القالب. يكمل الحريق الأول عملية تصنيع البليت والتزوير المسبق، ويكمل الحريق الثاني الحدادة النهائية والتزوير الدقيق. يمكن أن يؤدي التشذيب والسفع الرملي والطحن بعد الحدادة المسبقة إلى إزالة العيوب السطحية للمطروقات وتحسين جودة سطح المطروقات بعد الحدادة النهائية؛ من ناحية أخرى، يمكن أن يقلل التشذيب من مقاومة تشكيل المعدن، وهو أمر مفيد لسمك وحجم المطروقات. تم تصميم التجويف على شكل أربعة تجاويف (الشكل 3): تصنيع الخامات (أعلى اليسار) ← الحدادة المسبقة (أعلى اليمين) ← الحدادة النهائية (أسفل اليمين) ← الحدادة الدقيقة (أسفل اليسار). الغرض من تصميم تجويف الحدادة الدقيق هو تحسين عمر القالب ودقة أبعاد الحدادة. من أجل تشكيل حدادة كاملة، يتم وضع التجويف المعقد والعميق نسبيًا للمطرقة على القالب العلوي. التحكم في التشوه: تم تصميم سمك لوحة ضلع القالب الفارغة لتكون 21.5 مم، والسمك المصمم للوحة الضلع بعد الحدادة المسبقة هو 12 مم، وسمك لوحة ضلع الحدادة النهائية هو 5.2 مم، والتشوه النهائي للتزوير هو أقل من 30 بالمئة. يتدهور الأداء. درجة حرارة التسخين المسبق للقالب: 200 ~ 300 درجة.

الشكل 2: تصميم متين لصنع الفراغات

الشكل 3: تخطيط التجويف

8. تقليم تصميم القالب. تم تصميم أداة التشذيب بتجويفين (الشكل 4). على اليمين يوجد تجويف التشذيب بعد التزوير المسبق. أثناء التشذيب، يتم الاحتفاظ بجزء من الفلاش لاستخدامه كمادة علوية أثناء الحدادة النهائية. التجويف الموجود على اليسار هو تجويف التشذيب بعد التشكيل النهائي. . من أجل ضمان دقة التشذيب، تم تصميم الفجوة بين القالب العلوي والسفلي لتكون 0.8 مم. تم تصميم هيكل عمود التوجيه وغطاء التوجيه لتجميع ووضع قالب التشذيب والتحكم في دقة الأبعاد للفجوة بين القوالب العلوية والسفلية.

9. تزوير التبريد والمعالجة الحرارية. بعد تبريد الهواء، يتم الانتهاء من المعالجة الحرارية للتليين.

الشكل 4: قالب التشذيب

10. التلوث والتنظيف أثناء عملية تزوير سبائك التيتانيوم. يجب تنظيف الفراغ قبل التسخين. لا يوجد زيت، أو برادة حديد، أو كلوريدات، أو بصمات أصابع. لا ينبغي أن يكون هناك مقياس ولا مادة خام في الفرن الكهربائي. يفضل أن تكون البطانة السفلية للفرن مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المصبوب. يجب أن تكون مغلفة الفراغ بالزجاج للتشحيم. وكيل، أو تسخينها في جو وقائي.