هل تعرف تكنولوجيا تزوير سبائك التيتانيوم؟

تتمتع سبائك التيتانيوم بخصائص ممتازة مثل القوة العالية، ومقاومة التآكل الجيدة، والخصائص غير المغناطيسية، وأداء اللحام الجيد، بالإضافة إلى سلسلة من المزايا مثل الموصلية الفائقة، وتخزين الهيدروجين، والذاكرة. تستخدم سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في بعض المجالات المتطورة مثل الفضاء والصناعة العسكرية والتنمية البحرية وصناعة البتروكيماويات.

 

في تطبيق مختلف منتجات سبائك التيتانيوم،تزوير التيتانيوم من الدرجة الخامسةيستخدم في الغالب في المناسبات التي تتطلب قوة عالية وصلابة عالية وموثوقية عالية، مثل أقراص ضاغط توربينات الغاز والعظام الاصطناعية الطبية. ولذلك، ليس فقط دقة الأبعاد العالية مطلوبة للمطروقات، ولكن أيضًا المواد ذات الخصائص الممتازة والثبات العالي مطلوبة.

التطبيق الجزئي لتزوير التيتانيوم من الدرجة الخامسة

 

1. مجال الطيران

 

يتم استخدام 50٪ من مواد التيتانيوم في العالم في مجال الطيران. 30% من جسم الطائرات العسكرية يستخدم سبائك التيتانيوم، وكمية التيتانيوم المستخدمة في الطائرات المدنية تتزايد تدريجياً. وبحسب التقارير فإن كمية التيتانيوم المستخدمة في طائرة بوينج 787 قد وصلت إلى أكثر من 15%، وممثل سبائك التيتانيوم المستخدمة في هيكل الطائرة هي سبيكة Ti-6Al-4V التي تتمتع بأعلى درجات الأمان. . في مجال الطيران، تُستخدم المطروقات المصنوعة من سبائك التيتانيوم في خزانات الوقود لمحركات الدفع الصاروخية والأقمار الصناعية، وشفرات المضخات التوربينية للوقود السائل، وأقسام مدخل مضخات الشفط.

 

2. شفرات التوربينات البخارية لتوليد الطاقة

 

تعد زيادة طول ريش التوربينات البخارية لتوليد الطاقة الحرارية إجراءً فعالاً لتحسين كفاءة توليد الطاقة، ولكن إطالة الشفرات ستؤدي إلى زيادة الحمل على الدوار[i]. إن استخدام مطروقات سبائك التيتانيوم كشفرات يمكن أن يقلل الحمل، كما أن استخدام شفرات سبائك Ti-6Al-4V بطول 1 متر في نهاية التوربينات البخارية الدوارة عالية السرعة أصبح عمليًا في عام 1991.

 

تكنولوجيا تزوير سبائك التيتانيوم

 

في المعالجة الحرارية لسبائك التيتانيوم، تكون درجة حرارة التسخين مهمة جدًا. عندما تكون درجة الحرارة أقل، تكون مقاومة التشوه أكبر، ومن السهل إنتاج الشقوق والعيوب الأخرى. وفي الوقت نفسه، فإنه يعتمد أيضًا بشكل كبير على سرعة التشوه أثناء المعالجة الحرارية. ما يعادله أو أعلى، يمكن أن يمنع الانخفاض في درجة حرارة الحدادة أثناء الحدادة.

 

1. تكنولوجيا تزوير أقراص المحرك

 

تقنية تشكيل أقراص المحرك تتطلب الأقراص المستخدمة في محركات الطائرات قوة كلال عالية وصلابة ضد الكسر. Ti-6Al-2Sn-4Zr-6يتم استخدام الأجزاء المطلية بسبائك Mo في منطقة درجة الحرارة المتوسطة 700K. يتم تزوير طريقة المعالجة التقليدية في المنطقة -، وهيكلها عبارة عن حبيبات طورية ومتساوية المحاور وبنية دقيقة ثنائية الطور، وقيمة صلابة الكسر منخفضة. ومن أجل تحسين هذه النقطة، تم تطوير طريقة تزوير يتم تسخينها في المنطقة.

 

تتمثل طريقة الحدادة في تسخين الحدادة فوق درجة حرارة انتقال الطور، مما سيؤدي إلى إعادة التبلور، وبالتالي فإن درجة حرارة الحدادة وتشوه المعالجة لهما تأثير كبير على خصائص المواد، ولا يُسمح بإعادة التسخين أثناء الحدادة لوقف التشوه. لذلك، يجب التحكم بشكل صارم في درجة حرارة الحدادة والتشوه أثناء الحدادة. بالنسبة إلى سبيكة Ti-6Al-2Sn-4Zr-Mo، تتراوح درجة حرارة المعالجة بين 1073~1323K، ويجب أن يكون هناك تشوه كافٍ أثناء المعالجة. هيكل الحدادة على شكل إبرة، وتم تحسين قيمة صلابة الكسر.

 

2. تكنولوجيا تزوير شفرة التوربينات

 

شفرات التوربينات رفيعة جدًا، وتنخفض درجة الحرارة بسرعة أثناء عملية الحدادة، لذلك يجب تصميم القالب بدقة. الآن، يتم تطوير تقنية لاستخدام طاقة الضربات لأعلى ولأسفل بشكل فعال لتشكيل سطح الشفرة.

 

3. تكنولوجيا تصنيع الحلقات

 

يستخدم كل من غلاف مروحة المحرك وغطاء الضاغط وصلات دحرجة مصنوعة من سبائك Ti-6Al-4V. بالنسبة لمنتجات سبائك التيتانيوم ذات تكاليف المواد المرتفعة نسبيًا، فإن تقليل مدخلات المواد يعد فعالًا جدًا لخفض التكاليف. بشكل عام، التكنولوجيا شبه النظيفة (تشير إلى تقنية التشكيل التي يمكن استخدامها كمكون ميكانيكي بعد تشكيل جزء ما، ولا يلزم سوى كمية صغيرة من المعالجة أو لا توجد معالجة مطلوبة)، باستخدام هذه التكنولوجيا، سيتم تحديد كمية المواد سيتم تخفيضها بأكثر من 55%.

 

عند معالجة الحلقات السميكة، لتجنب الشقوق، من الضروري إعطاء أكبر قدر ممكن من قوة الضغط، ويجب الانتباه إلى التحكم في الهيكل وانخفاض درجة حرارة الحلقات أثناء المعالجة. باختصار، يتطلب إنتاج مطروقات سبائك التيتانيوم درجة حرارة معالجة مناسبة وتشوهًا مناسبًا للحصول على مطروقات عالية الجودة.

 

لهذا السبب، في عملية تصنيع تزوير التيتانيوم من الدرجة 5، يجب الاستفادة الكاملة من خصائص سبائك التيتانيوم. من أجل الحصول على مطروقات عالية الجودة، يجب التحكم بشكل صحيح في درجة حرارة المطروقات وتشوه البلاستيك أثناء الإنتاج.