Umformtechnik für Titan und Titanlegierungen

May 27, 2025

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Unter Schmieden versteht man die Verarbeitungsmethode des Schmiedens von Schmiedestücken mit einer bestimmten geometrischen Größe, Form und Qualität unter Einwirkung von Schmiedegeräten und -werkzeugen (Formen), um eine plastische Verformung von Rohlingen oder Barren zu erzeugen. Die Form der im Schmiedeverfahren verarbeiteten Produkte ist relativ einfach, beispielsweise bestehen die meisten Propeller in Flugzeugtriebwerken aus geschmiedeten Titanlegierungsmaterialien. Das geschmiedete Titanlegierungsmaterial stellt nicht nur Anforderungen an die Form, sondern erfordert auch, dass seine Eigenschaften eine relativ gute Mikrostruktur aufweisen können, wie z. B. die Größe und Ausrichtung der Körner. Nach dem Schmieden kommt es beim Entfernen der Probe zu einer gewissen Verformung in der Nähe der Öffnung, die sich bis zu einem gewissen Grad auf die Endleistung des Produkts auswirkt. Da andererseits die Schmiedetemperatur oft relativ hoch ist, kann es leicht zu einer Oxidation des Metalls kommen. Um den Kontakt zwischen dem Metall und der Luft zu vermeiden, ist daher normalerweise eine Glasbeschichtung erforderlich, um das Metall von der Luft zu isolieren. Darüber hinaus fungiert diese Glasschicht während des gesamten Schmiedeprozesses als gutes Schmiermittel. Die während des Schmiedevorgangs zwangsläufig oxidierte Metalloberflächenschicht sollte rechtzeitig nach dem Schmieden entfernt werden, um Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften und Korrosionseigenschaften des Produkts zu vermeiden.

 

Das beim Schmieden verwendete Gesenkmaterial ist in der Regel Werkzeugstahl, da Werkzeugstahl eine relativ hohe Härte und Festigkeit aufweist. Während des Schmiedevorgangs wird die Temperatur des Gesenks bei etwa 200 Grad gehalten, während die Vorwärmtemperatur des Metalls 900 bis 1000 Grad beträgt. Der Schmiedeprozess ist sehr kurz, um ein vorzeitiges Abkühlen des Metalls zu vermeiden, was für die Bearbeitung ungünstig sein kann. Eine vorzeitige Abkühlung des Metalls erhöht den während des Schmiedevorgangs erforderlichen Druck und ist anfällig für die Bildung von Schmiedefehlern wie Brüchen. Bei einem Turbinentriebwerk beispielsweise variiert die Turbinenschaufellänge des Triebwerks zwischen 2 und 75 cm, während die Rotorlänge etwa 25 cm beträgt. Daher wird bei Triebwerksturbinenschaufeln normalerweise Präzisionsschmieden verwendet, um die Schaufel direkt zu formen, oder die Schaufel wird etwas größer als die normale Größe geschmiedet und dann wird die Schaufel dünner gemacht und durch mechanische oder elektrochemische Mittel bearbeitet.

 

Forming technology for titanium and titanium alloys

 

 

 

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