Les alliages de titane sont considérés comme des « métaux spatiaux » et des « métaux océaniques » en raison de leur haute résistance, de leur faible densité, de leur résistance aux températures élevées- et de leur excellente résistance à la corrosion. Ce sont les matériaux préférés dans les domaines-haut de gamme tels que les implants aérospatiaux, maritimes et médicaux. Cependant, la réactivité chimique élevée, la grande résistance à la déformation, la mauvaise conductivité thermique et la fenêtre de plasticité étroite des alliages de titane en font également l'un des métaux les plus difficiles à forger. Pour forger des produits de haute-qualité et les transformer en composants de précision aux performances exceptionnelles, un contrôle précis des quatre processus principaux suivants est essentiel.
Processus principal 1 : Pré-traitement - – Production de matières premières de haute qualité
Un traitement préparatoire minutieux est la pierre angulaire pour garantir la qualité des pièces forgées finales, qui comprend principalement deux aspects :
1. Sélection et inspection des matières premières : Les lingots d’alliage de titane sont généralement obtenus par refusion à l’arc sous vide (VAR). Avant le forgeage, des tests stricts sur leur composition chimique et leurs macro et micro structures sont nécessaires pour garantir l'absence d'inclusions, de ségrégation ou d'autres défauts.
2. Floraison et préformage : L'énorme lingot coulé doit d'abord subir un processus de forgeage fleuri. Le but n'est pas de le façonner directement mais de briser la structure grossière de la coulée, d'affiner la microstructure, de compacter les défauts internes et d'améliorer au préalable ses propriétés mécaniques. Ensuite, il est transformé en barres de taille-précises et finement finies ou en-billets préformés (appelés « préformage ») par des méthodes telles que le laminage, le refoulement ou l'extrusion, en préparation pour un forgeage de précision ultérieur.
Résumé : Sans matières premières uniformes et raffinées, tous les travaux de finition ultérieurs ne sont qu'un château en l'air. Le cœur du traitement préparatoire réside dans la « rupture » et « l'établissement » - de la rupture de la structure de fonte grossière et de l'établissement d'un flux de forgeage uniforme et raffiné.
Deuxième processus de base : Contrôle des processus thermiques – Saisir la bouée de sauvetage
La température est la « bouée de sauvetage » du forgeage des alliages de titane. Sa fenêtre de processus est extrêmement étroite et le contrôle de la température peut être décrit comme « perdre un millimètre, induire en erreur mille milles ».
1. Température de chauffage : Le forgeage doit être réalisé en dessous du point de transformation de phase / (hors forgeage). Si la température est trop basse, la résistance à la déformation est énorme et des fissures risquent de se produire ; si la température est trop élevée (surtout après être entré dans la région de phase), les grains grossiront considérablement (appelé « fragilité »), entraînant une baisse importante des performances de la pièce forgée. En règle générale, la plage de température de forgeage est une bande étroite de 50 à 150 degrés en dessous du point de transformation de phase.
2. Méthode de chauffage : Un four électrique doit être utilisé et chauffé sous protection de gaz inerte ou sous pression d'air légèrement positive pour éviter l'oxydation et l'absorption (en particulier de l'oxygène, de l'azote et de l'hydrogène) ; sinon, une « couche de fragilisation » dure et cassante se formera sur la surface, affectant gravement les performances en fatigue.
3. Temps de maintien : Il doit être calculé avec précision pour garantir que les flans soient correctement chauffés sans surchauffe pour éviter la croissance des grains. L'essence même : « Précision » et « Protection ». Un contrôle précis de la plage de température et une prévention stricte de la contamination par les gaz sont des conditions préalables à l'obtention de la structure microscopique idéale.
Processus de base trois : processus de déformation
Il s’agit du processus principal du forgeage, où la force mécanique est utilisée pour façonner le métal par écoulement, modifiant fondamentalement sa structure interne.
1. Méthodes de déformation : comprennent principalement le forgeage libre (utilisé pour le découpage et la production de grosses billettes) et le forgeage (utilisé pour produire des pièces hautes-performances avec des formes complexes et des dimensions précises). Le matriçage isotherme et le matriçage à chaud sont des procédés avancés pour le formage de précision des alliages de titane, dans lesquels le moule est chauffé à une température proche de celle de l'ébauche, réduisant considérablement la résistance à la déformation et l'effet de refroidissement de la surface, ce qui le rend approprié pour le forgeage de composants complexes à parois minces.
2. Quantité de déformation (taux de forgeage) : Une quantité suffisante de déformation est essentielle pour affiner les grains, cicatriser les pores et optimiser les conduites d'écoulement. Une déformation insuffisante entraîne une amélioration minime de la structure ; une déformation excessive ou inappropriée peut entraîner des bandes de cisaillement internes ou des fissures. Habituellement, un forgeage à « plusieurs étapes de chauffage » est nécessaire, où la direction de la déformation est modifiée successivement pour assurer l'uniformité de la structure.
3. Taux de déformation : Les alliages de titane sont sensibles aux taux de déformation. Des taux plus élevés augmentent la résistance à la déformation et la chaleur de déformation, ce qui peut provoquer une surchauffe locale ; des taux plus faibles favorisent l'écoulement du plastique et la recristallisation. Les presses hydrauliques sont plus adaptées au formage de précision des alliages de titane que les marteaux en raison de leurs caractéristiques stables et lentes. Résumé principal : L'unité du « contrôle de la forme » et des « propriétés de contrôle ». Il est non seulement nécessaire de donner au métal la forme souhaitée, mais également de créer une microstructure fine, uniforme et raisonnablement fluide, haute performance- grâce à un contrôle précis des paramètres de déformation.
Processus principal quatre : traitement thermique et traitement ultérieurLes pièces forgées ne sont pas les produits finaux ; ils doivent subir un traitement thermique pour stabiliser et optimiser leurs performances.
1. Recuit : Il s'agit du processus de traitement thermique le plus couramment utilisé, visant à éliminer les contraintes internes, à stabiliser la microstructure et à obtenir la meilleure adéquation entre résistance et plasticité. Selon les différentes qualités et applications, un recuit simple, un recuit de recristallisation ou un double recuit peuvent être utilisés.
2. Vieillissement par traitement en solution (STA) : pour les alliages de titane de type - (tels que TC4/Ti-6Al-4V), ce processus peut améliorer considérablement la résistance. Tout d’abord, chauffer en dessous du point de transformation de phase pour le traitement de la solution, refroidir rapidement (tremper) jusqu’à une phase métastable, puis vieillir pour précipiter les phases de renforcement.
3. Traitement thermo-mécanique (TMP) : il intègre des processus de traitement thermique et de déformation, représentant une technologie de pointe-pour améliorer encore les performances globales des alliages de titane.
4. Traitement ultérieur : après le traitement thermique, l'usinage CNC, le traitement de surface et d'autres processus sont nécessaires pour éliminer les couches d'oxyde de surface et les couches de défauts, atteindre les dimensions finales et introduire une contrainte de compression de surface pour améliorer la durée de vie en fatigue. Essence de base : « Ajustement » et « Amélioration ». Grâce au traitement thermique, le potentiel des matériaux est libéré et les propriétés mécaniques finales sont ajustées pour répondre pleinement aux exigences d'utilisation strictes. En résumé, le forgeage d'alliages de titane est une tâche d'ingénierie système extrêmement complexe. Les quatre processus fondamentaux sont liés et complémentaires : le traitement préparatoire est la base, les processus thermiques sont la bouée de sauvetage, les processus de déformation sont le cœur et le traitement thermique est la garantie. Ce n'est qu'en contrôlant méticuleusement ces quatre processus que l'extraordinaire potentiel de l'alliage de titane, appelé « métal du futur », peut être pleinement libéré et produire de superbes produits qui soutiennent le vol et la navigation.
Shaanxi Hangyu Nonferrous Metal Processing Co., Ltd. a été créée en décembre 2005. Il s'agit d'une entreprise de production à grande échelle spécialisée dans le titane, connue sous le nom de « capitale chinoise du titane ». Il s'agit également d'une entreprise clé dans l'industrie du titane à Baoji et d'une importante source de transformation couvrant l'ensemble de la chaîne industrielle. Le capital social est de 70 millions de yuans, avec une superficie d'usine de 12 000 m² et une superficie de bureaux de 6 000 m². L'entreprise possède actuellement plus de 300 ensembles d'équipements de production haut de gamme, détient une qualification de confidentialité de niveau trois, est une entreprise nationale de haute technologie et est une entreprise de démonstration pour l'intégration militaire et civile dans la province du Shaanxi, avec 13 brevets de produits principaux. Il a reçu l'unité de crédit de qualité AAAAA. Pour tout problème lié au titane, vous pouvez nous contacter à tout moment. Nous fournissons des devis rapides, des délais de livraison courts et une haute qualité. Nous espérons avoir l'opportunité de vous offrir un service de qualité.
