Před pochopením procesu kování je nutné nejprve pochopit unikátní vlastnosti slitin titanu, které určují obtížnost a specifičnost jejich kování.
1.Vysoká měrná pevnost (poměr pevnost/hustota): Pevnost slitin titanu se blíží pevnosti některých ocelí, ale jejich hustota je pouze 60 % hustoty oceli, což je jejich nejdůležitější výhoda.
2. Dobrý výkon při vysokých-teplotách: Stále si dokáže udržet vysokou pevnost při 400–550 °C, zatímco pevnost hliníkové slitiny prudce klesne nad 200 °C.
3. Silná odolnost proti korozi: Povrch je náchylný k vytvoření hustého a stabilního oxidového filmu, který má vynikající odolnost proti korozi vůči atmosféře, mořské vodě a různým chemickým médiím.
4. Vysoká chemická aktivita: Toto je hlavní výzva kování. Při vysokých teplotách (zejména nad 800 °C) titan reaguje s kyslíkem, dusíkem a vodíkem ve vzduchu.
Absorpce kyslíku: Tvorba tvrdé a křehké oxidové kůže ( Case ) na povrchu může snížit únavovou pevnost a houževnatost dílů.
Absorpce vodíku: může způsobit vodíkové křehnutí, což vede ke snížení plasticity materiálu.
5. Špatná tepelná vodivost: Tepelná vodivost titanu je asi 1/5 tepelné vodivosti oceli a 1/15 tepelné vodivosti hliníku. To vede k velkému teplotnímu rozdílu mezi vnitřkem a vnějškem předvalku během ohřevu kování, což snadno vytváří tepelné namáhání; Během deformace kování se teplo snadno neodvádí, což má za následek místní přehřátí, které se může koncentrovat v deformační zóně a překročit povolenou teplotu kování.
6. Vysoká odolnost proti deformaci a úzký rozsah plasticity: Titanové slitiny mají vysokou pevnost při pokojové teplotě a obtížně se deformují. Jeho kování musí být prováděno ve specifickém teplotním rozsahu. Pokud je teplota příliš vysoká, způsobí hrubá zrna (křehkost) nebo přepálení. Pokud je teplota příliš nízká, způsobí prudké zvýšení odolnosti proti deformaci a může prasknout.
Kování titanových slitin obvykle probíhá podle následujících klíčových kroků:
1. Řezání materiálu
Obvykle se pro řezání používá pásová pila nebo soustruh, aby bylo zajištěno, že čelní plocha je rovná, bez otřepů a trhlin, aby se zabránilo šíření trhlin při ohřevu a kování.
2. Vytápění
Toto je nejdůležitější proces přípravy.
Teplota ohřevu: přesně stanovena podle třídy slitiny. Obvykle se kuje při 20-50 °C pod bodem fázového přechodu (T ) (v + zóně) nebo nad T (v zóně). Teplotní rozsah kování pro běžně používané slitiny, jako je TC4 (Ti-6Al-4V) je přibližně 900-950 stupňů C.
3.Vytápěcí zařízení: Musí být použity elektrické pece nebo plynové pece. Upřednostněte doporučení pecí s řízenou atmosférou nebo vakuových pecí, abyste minimalizovali znečištění plynem. Pokud se používá běžná odporová pec, měla by být uvnitř pece udržována mírně oxidační atmosféra, aby se zabránilo redukční atmosféře (aby se zabránilo hydrogenaci).
4.Doba ohřevu: určuje se podle velikosti předvalku, zajišťuje rovnoměrnou teplotu uvnitř i vně předvalku. Kvůli špatné tepelné vodivosti je doba ohřevu obvykle delší než u oceli.
