Привет! Как поставщик титановой поковки, я занимаюсь этим делом уже довольно давно, и наши клиенты постоянно задаются вопросом, как увеличить срок службы ковочных штампов при ковке титана. Это важная тема, потому что ковочные штампы стоят дорого, а продление срока их службы может сэкономить массу денег в долгосрочной перспективе. Итак, давайте углубимся и рассмотрим некоторые практические способы продлить срок службы этих штампов.
Понимание проблем при ковке титана
Прежде всего, нам нужно понять, почему ковка титана представляет собой сложную задачу, когда дело касается ковочных штампов. Титан обладает некоторыми уникальными свойствами, которые могут вызвать большую нагрузку на штампы. Он имеет высокое соотношение прочности к весу, что означает, что для его формирования требуется значительное усилие. Кроме того, титан имеет относительно низкую теплопроводность по сравнению с некоторыми другими металлами. Это означает, что в процессе ковки в штампе может быстро накапливаться тепло, что приводит к термической усталости и износу.
Другим фактором является химическая активность титана. При высоких температурах титан может вступать в реакцию с материалом штампа, вызывая прилипание и истирание. Это не только повреждает поверхность штампа, но и ухудшает качество поковки.
Выбор материала для ковочных штампов
Выбор материала штампа очень важен. Нам нужен материал, способный выдерживать высокие давления и температуры, используемые при ковке титана. Инструментальные стали являются распространенным выбором для изготовления штампов. Быстрорежущие стали (HSS) известны своей превосходной твердостью в горячем состоянии, что означает, что они могут сохранять свою твердость при высоких температурах. Это помогает противостоять износу и деформации в процессе ковки.
Другой вариант — инструментальные стали для горячей обработки. Эти стали специально разработаны для применений, где они подвергаются воздействию высоких температур и повторяющимся термическим циклам. Они обладают хорошей прочностью, что помогает предотвратить растрескивание матрицы. Например, H13 — популярная инструментальная сталь для горячей обработки, используемая в титановых ковочных штампах. Он имеет хорошее сочетание твердости, ударной вязкости и сопротивления термической усталости.
Термическая обработка ковочных штампов
Правильная термическая обработка имеет решающее значение для повышения производительности ковочных штампов. Термическая обработка может улучшить твердость, ударную вязкость и износостойкость материала штампа. Типичный процесс термообработки инструментальных сталей включает закалку и отпуск.
Закалка включает в себя нагрев матрицы до высокой температуры и последующее ее быстрое охлаждение. Этот процесс формирует в стали твердую мартенситную структуру. Однако закалка также может вызвать внутренние напряжения в матрице. Вот здесь-то и приходит на помощь отпуск. Отпуск осуществляется путем нагревания закаленной матрицы до более низкой температуры и выдерживания ее там в течение определенного периода. Это снимает внутренние напряжения и повышает прочность штампа.
Важно отметить, что параметры термообработки необходимо тщательно контролировать. Чрезмерная закалка или недостаточный отпуск могут привести к преждевременному выходу матрицы из строя.
Обработка поверхности ковочных штампов
Обработка поверхности — еще один эффективный способ увеличить срок службы ковочных штампов. Одной из распространенных обработок поверхности является азотирование. Азотирование включает диффузию азота на поверхность материала штампа. Это образует на поверхности твердый нитридный слой, который может значительно улучшить износостойкость и коррозионную стойкость штампа.
Еще один вариант обработки поверхности – покрытие. Доступны различные типы покрытий, такие как нитрид титана (TiN), карбонитрид титана (TiCN) и нитрид хрома (CrN). Эти покрытия могут уменьшить трение между матрицей и титановой заготовкой, предотвращая прилипание и истирание. Они также обеспечивают барьер против окисления и износа.
Например, покрытие TiN может повысить твердость поверхности матрицы и снизить коэффициент трения. Это не только продлевает срок службы матрицы, но и улучшает качество поверхности кованых деталей.
Правильные параметры процесса ковки
Параметры процесса ковки также играют большую роль в сроке службы ковочных штампов. Температура ковки является критическим параметром. Если температура ковки слишком низкая, титан будет трудно деформировать, и это создаст большую нагрузку на штамп. С другой стороны, если температура ковки слишком высока, титан может легче вступить в реакцию с материалом матрицы, и матрица может испытать чрезмерную термическую усталость.
Скорость ковки является еще одним важным фактором. Более высокая скорость ковки может сократить время контакта между матрицей и титановой заготовкой, что может помочь уменьшить теплопередачу и износ. Однако скорость ковки должна быть сбалансирована с доступным ковочным оборудованием и сложностью детали.
Смазка, используемая в процессе ковки, также имеет решающее значение. Хорошая смазка может уменьшить трение между матрицей и заготовкой, предотвращая прилипание и износ. Смазки на основе графита обычно используются при ковке титана. Они выдерживают высокие температуры и обеспечивают хорошие смазывающие свойства.
Проектирование и обслуживание штампов
Правильная конструкция штампа также может способствовать увеличению срока службы. Матрица должна быть спроектирована таким образом, чтобы равномерно распределять нагрузку при штамповке. Острые углы и края матрицы могут вызвать концентрацию напряжений, приводящую к растрескиванию. Поэтому важно использовать в конструкции матрицы закругленные углы и плавные переходы.
Регулярное обслуживание ковочных штампов имеет важное значение. После каждого цикла ковки штампы следует очищать от мусора и окалины. Любые признаки износа или повреждения должны быть немедленно осмотрены и устранены. Небольшие повреждения поверхности можно устранить шлифовкой или полировкой, тогда как более серьезные повреждения могут потребовать сварки или повторной механической обработки.
Заключение
Повышение срока службы штампов при ковке титана является многогранным подходом. Он включает в себя тщательный выбор материала, правильную термическую обработку и обработку поверхности, контроль параметров процесса ковки, а также правильную конструкцию штампа и техническое обслуживание. Реализуя эти стратегии, мы можем значительно продлить срок службы ковочных штампов, снизить затраты и улучшить качество кованых титановых деталей.
Если вас интересуют высококачественные изделия из титановой ковки, мы предлагаем широкий выбор вариантов, в том числеASTM F136 Титановые поковкииТитановые поковки 7-го класса. Мы также предоставляемНастраиваемые титановые кольцадля тех, кто ищет что-то уникальное. Если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите обсудить ваши потребности в ковке, свяжитесь с нами. Мы всегда здесь, чтобы помочь!
Ссылки
- Дэвис, младший (ред.). (2000). Титан: Техническое руководство. АСМ Интернешнл.
- Калпакджян С. и Шмид С.Р. (2010). Производственная инженерия и технологии. Пирсон.
- Тоттен, GE, и Маккензи, DE (2003). Справочник по материалам для инструментов и штампов. ЦРК Пресс.