Praktické riešenia problému povrchovej oxidácie vo výkovkoch zo zliatiny titánu

Oxidácia povrchu je hlavným problémom pri výrobe výkovkov zo zliatiny titánu-nielenže znižuje využitie kovu, ale môže tiež zvýšiť náklady na produkt. Ako môžeme minimalizovať alebo dokonca eliminovať oxidáciu vo výkovkoch zo zliatiny titánu počas procesu zahrievania? Dnes sa podelíme o niekoľko experimentálne overených účinných stratégií, ktoré vám pomôžu prekonať túto produkčnú prekážku.

Najprv pochopte experimentálne pozadie: tieto materiály a metódy sú zásadné.

V štúdii sa na experimenty použili extrudované predvalky z titánovej zliatiny BT3-1. Pred kovaním bol povrch predvalku upravený tak, aby bol hladký ako nový, a potom bol zahriaty v elektrickej peci na 950 stupňov -980 stupňov. Súčasne boli na porovnanie použité platne zo zliatin BT20 a OT4-1, ako aj rúrky zo zliatiny ПT7M. Všetky vzorky a extrudované predvalky sa zahrievali súčasne. Nakoniec boli kolená, T-kusy a kríže úspešne vytlačené pomocou zliatiny BT3-1, čo poskytlo solídny experimentálny základ pre ďalší výskum.

Stratégia 1: Pred-oxidačná úprava, pridanie „neviditeľnej ochrannej vrstvy“ na polotovar.

Vedeli ste? Rozdiel medzi pred-oxidačným spracovaním a žiadnym pred-oxidačným spracovaním je obrovský:

• Nezoxidované predvalky majú na povrchu textúru-rybích šupín a na dotyk sú drsné a nerovnomerné;

• Pred-zoxidované predvalky majú hladký a rovný povrch, akoby boli starostlivo vyleštené.

Ešte lepšie je, že smaltovaný povlak na povrchu polotovaru sa dá po pred-oxidačnej úprave obzvlášť ľahko odstrániť, čím sa ušetrí veľa problémov pri následnom spracovaní. Tento krok sa zdá byť jednoduchý, ale môže zlepšiť kvalitu povrchu a zároveň pomôcť pri úprave náteru, čo je jednoducho „zabitie dvoch much jednou ranou“.

Stratégia 2: Optimalizácia povrchovej úpravy na zvýšenie „plasticity“ výkovkov.

Stav povrchovej vrstvy (ako je oxidačná úprava, či pohlcuje plyn) má významný vplyv na mechanické vlastnosti výkovkov, najmä ich plasticitu. Chcete zlepšiť plasticitu? Tieto dve metódy boli osobne testované a preukázali sa ako účinné:

• Pieskovanie:Jednoduché a priame, môže výrazne zlepšiť plasticitu predvalku a urobiť výkovky odolnejšie;

• Kombinovaný razník:Pred-oxidácia + smaltovanie skla: Najprv sa vykoná pred-oxidačná úprava, po ktorej nasleduje vrstva smaltu na sklo, ktorá môže ďalej optimalizovať plasticitu povrchu a splniť výkonnostné požiadavky rôznych scenárov.

Stratégia 3: Vyberte si správny spôsob ohrevu na zníženie oxidácie pri zdroji
Ohrev je kritickým krokom pri výrobe výkovkov zo zliatiny titánu a výber správnej metódy môže zásadne znížiť riziko povrchovej oxidácie.
Pre konvenčné vykurovanie elektrickou pecou:Ovládanie teploty a času je kľúčové.
Ak sa na ohrev používa bežná elektrická pec, pokiaľ teplota nepresiahne alotropickú transformačnú teplotu a doba zdržania je kratšia ako 1 hodina, povrch predvalku vo všeobecnosti neabsorbuje významné množstvo plynu. Následné konvenčné pieskovanie môže ľahko odstrániť všetku zostávajúcu vrstvu absorbujúcu plyn-, čím je proces relatívne jednoduchý.
 

Zahrievanie pseudo-skvapalnenej vrstvy v sypkých materiáloch: účinnosť je „nenormálne“ vysoká.
Ide o veľmi sľubnú metódu ohrevu, ktorá môže dramaticky zvýšiť účinnosť výmeny tepla medzi časticami, plynmi a povrchmi predvalkov. Experimenty ukazujú, že jeho účinnosť prenosu tepla je o 1,5 rádu vyššia ako u pecí s nútenou konvekciou a takmer taká rýchla ako u pecí na roztavenú soľ!
Aké sú výhody rýchlejšieho ohrevu? Kratší čas ohrevu znamená menšie vystavenie polotovaru vysokým teplotám, čím sa prirodzene znižuje možnosť oxidácie povrchu. Rýchlejší a rovnomernejší ohrev zároveň zlepšuje efektivitu výroby a kvalitu produktu – trojnásobná výhra!