航空軍工工醫(yī)用TC4鈦環(huán)的軋制技術(shù)概述

TC4鈦環(huán)件軋制工藝通常是以制坯設(shè)備、軋環(huán)機(jī)、熱處理等設(shè)備配置在一起組織生產(chǎn)，與傳統(tǒng)的環(huán)件自由鍛造工藝、環(huán)件模鍛工藝、環(huán)件火焰切割相比，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、設(shè)備噸位小，投資少，加工范圍廣。環(huán)件軋制變形是通過局部變形的積累而實(shí)現(xiàn)環(huán)件成形的。與整體模鍛相比，環(huán)件軋制變形力大幅度減小，因而軋制設(shè)備噸位大幅度降低，設(shè)備投資大幅度減少。生產(chǎn)的各種尺寸和截面形狀的環(huán)件，小的質(zhì)量不足1kg，大的可達(dá)到幾噸甚至幾十噸，直徑超過10m。在一臺(tái)軋機(jī)上往往不用換輥就可以生產(chǎn)不同規(guī)格的環(huán)件。

2、不需要專用模具，生產(chǎn)成本低。環(huán)件生產(chǎn)只需一套軋輥就能解決生產(chǎn)各種不同型號(hào)大小環(huán)件的問題。而采用模鍛生產(chǎn)，每一種型號(hào)的環(huán)件的生產(chǎn)都需要專造一套模具，每套模具造價(jià)都在幾十萬元，造成生產(chǎn)成本的提高。

3、環(huán)件尺寸精度高，加工余量少，材料利用率高。軋制成形的鈦環(huán)件幾何精度與模鍛件相當(dāng)，制坯沖孔連皮小，且無飛邊材料消耗。與環(huán)件自由鍛工藝和火焰切割相比，精度大為提高，加工余量大為減少，而且環(huán)件表面不存在自由鍛與馬架擴(kuò)孔的多棱形和火焰切割的粗糙層。聯(lián)邦德國(guó)亨利希斯工廠生產(chǎn)直徑小于1000mm的環(huán)件時(shí)，外徑誤差可控制在±1mm。

4、環(huán)件內(nèi)部質(zhì)量好。軋制成形的環(huán)件，內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，纖維沿圓周方向排列，其拉伸強(qiáng)度和疲勞壽命明顯高于其他鍛造和機(jī)械加工生產(chǎn)的環(huán)件。

5、生產(chǎn)率高。環(huán)件使用軋制生產(chǎn)方法最大生產(chǎn)率已經(jīng)達(dá)到1000件/h，大大高于環(huán)件的自由鍛造和火焰切割，也高于模鍛生產(chǎn)率。在美國(guó)，生產(chǎn)一個(gè)直徑為4500mm、高度為600mm、質(zhì)量為6t的環(huán)件，只需要一次加熱，由一名工人操作，軋制10mi即可。而用鍛造法，則需要3次加熱，5個(gè)工人操作，經(jīng)lh~2h完成。

6、節(jié)省材料。環(huán)件軋制的金屬利用率通常可達(dá)到90%左右，而鍛造法的金屬損失高達(dá)20%~40%。

以上幾方面的原因使得鈦件軋制的成本低于其他生產(chǎn)方式。聯(lián)邦德國(guó)曾對(duì)各種方法生產(chǎn)的環(huán)件費(fèi)用進(jìn)行過比較。生產(chǎn)一個(gè)直徑為3500mm、高為110mm的45號(hào)鋼環(huán)件，用板材彎曲后焊接方法進(jìn)行生產(chǎn)比軋制法生產(chǎn)成本高26%；用自由鍛造法生產(chǎn)比軋制法高77%；用火焰切割法生產(chǎn)比軋制法高160%。英國(guó)羅一羅公司制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)所用的環(huán)件，采用軋制法代替鍛造法生產(chǎn)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可降低成本10萬美元。由此可見，對(duì)于各類環(huán)件生產(chǎn)特別是航空、航天等領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)所用的難變形材料的環(huán)件，軋制制造技術(shù)都具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

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