加工钛合金板材需要一系列精细的工艺流程和专业的设备。以下是一个基本的加工流程:
熔炼与铸锭
将海绵钛、返回料和合金元素混合均匀后,在液压机上压制成块状(称电极块)。
采用等离子焊接方法将电极块焊接成电极(棒)。
在真空自耗电极电弧炉中经二次重熔成锭。
锻造
破碎铸态结晶组织,改善材料性能和获得一定尺寸、形状的板坯。
加热过程中需保持炉内为微氧化性气氛或采用惰性气体加热,以防止材料氧化和吸气层形成。
轧制
热轧:在较高温度下进行轧制,适用于较厚的板材。
冷轧:在室温下进行轧制,适用于较薄的板材,可提高板材的强度和硬度。
温轧及冷轧混合轧制:通过阶梯式降温锻造技术,得到组织及性能稳定的钛合金板坯,再经退火矫直后得到高性能板材。
表面处理与酸洗
表面处理:去除表面杂质和氧化皮,确保板材表面光滑、干净。
酸洗:使用酸洗设备清洗板材表面,去除被压制过程中产生的氧化皮和杂质。
热处理
将板材加热至一定温度并保温,使板材具有良好的可塑性和韧性,然后进行冷轧。
冷却
进行淋水冷却,使板材迅速冷却,得到理想的硬度、强度和塑性。
机械加工
使用合适的刀具和切削参数进行机械加工,确保加工精度和表面质量。
设备要求
高压冷轧机:具有很高的压力和较低的温度,保证板材在轧制过程中不易产生塑性变形和晶间腐蚀。
酸洗设备:用于清洗板材表面,确保表面干净无杂质。
真空自耗电极电弧炉:用于熔炼和重熔钛合金锭。
感应加热炉或气密性好的室状电阻炉:用于锻造过程中的加热。
工艺诀窍
选择合适的刀具:采用正角型几何形状的刀片,减少切削力、切削热和工件变形。刀具材料建议为钛合金专用刀具或硬质合金刀具,硬度越高越好。
优化切削参数:保持恒定的进给以避免工件硬化,在切削过程中刀具要始终处于进给状态。使用高压大流量切削液,保证加工过程的热稳定性。
在钛合金最软的状态加工:淬硬后材料变得更难加工,热处理提高了材料的强度并增加刀片的磨损。
通过以上流程和注意事项,可以实现高质量的钛合金板材加工。建议在实际加工过程中,根据具体需求和设备条件,灵活调整工艺参数和设备选择。