कैसे टाइटेनियम फोर्जिंग धातु के एक टुकड़े को नया आकार देती है

उच्च प्रदर्शन वाले उद्योगों में, केवल भौतिक शक्ति ही पर्याप्त नहीं होती। जो चीज़ वास्तव में विश्वसनीयता निर्धारित करती है वह यह है कि धातु की आंतरिक संरचना अत्यधिक तनाव, गर्मी, दबाव और दीर्घकालिक थकान का सामना कर सकती है या नहीं। इसीलिए टाइटेनियम फोर्जिंग एयरोस्पेस, चिकित्सा, समुद्री और ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा विकल्प बन गए हैं।

परिभाषा के अनुसार, फोर्जिंग एक विनिर्माण प्रक्रिया है जिसमें फोर्जिंग उपकरण का उपयोग करके धातु बिलेट पर दबाव डाला जाता है, जिससे प्लास्टिक विरूपण होता है और वांछित आकार, आकार और यांत्रिक प्रदर्शन प्राप्त होता है। यह धातु निर्माण प्रौद्योगिकी की मुख्य शाखाओं में से एक है।

हालाँकि, विनिर्माण दृष्टिकोण से, फोर्जिंग केवल धातु को आकार देने के बारे में नहीं है - यह सामग्री के प्रदर्शन का पूर्ण पुनर्निर्माण है।

धातु गलाने की प्रक्रिया के दौरान, सरंध्रता और मोटे ढले दाने जैसे दोष अपरिहार्य हैं। फोर्जिंग का मुख्य मूल्य यह है कि यह कर सकता है:

• कास्टिंग पोरसिटी जैसे आंतरिक दोषों को दूर करें
• माइक्रोस्ट्रक्चर को अनुकूलित और परिष्कृत करें
• निरंतर धातु अनाज प्रवाह बनाए रखें

यही कारण है कि उच्च - भार, उच्च {{1} प्रभाव, या अत्यधिक वातावरण - में उपयोग किए जाने वाले महत्वपूर्ण घटक जैसे कि एयरोस्पेस संरचनाएं, ऊर्जा उपकरण और चिकित्सा प्रत्यारोपण - आमतौर पर कास्टिंग या वेल्डेड भागों के बजाय फोर्जिंग से बनाए जाते हैं।

जब आप फोर्जिंग के बारे में सोचते हैं, तो आप कल्पना कर सकते हैं कि एक लोहार चमकती धातु को हथौड़े से मारकर आकार दे रहा है। प्राचीन चीन में पारंपरिक हाथ निर्माण का इतिहास 2,000 वर्ष से भी अधिक पुराना है।

औद्योगिक क्रांति के बाद, फोर्जिंग धीरे-धीरे यंत्रीकृत हो गई। आज, आधुनिक फोर्जिंग एक अत्यधिक नियंत्रित इंजीनियरिंग अनुशासन में विकसित हो गया है जिसमें शामिल हैं:

• तापमान नियंत्रण
• दबाव नियंत्रण
• सूक्ष्म संरचना नियंत्रण

आधुनिक फोर्जिंग "मटेरियल सर्जरी" की तरह है। तापमान की हर डिग्री, हर टन दबाव और हर विरूपण पथ को सटीक रूप से डिजाइन और नियंत्रित किया जाना चाहिए।

यहां तक ​​कि एक छोटा सा विचलन भी उत्पाद की विफलता का कारण बन सकता है।

जैसे-जैसे फोर्जिंग तकनीक उन्नत हुई, निर्माता धीरे-धीरे पारंपरिक स्टील्स से उच्च प्रदर्शन वाले मिश्र धातुओं की ओर स्थानांतरित हो गए।

उनमें से,ती-6AL-4V(निम्नलिखित कारणों से ग्रेड 5 टाइटेनियम उच्च अंत उद्योगों में एक मुख्य सामग्री बन गया:

• अधिक शक्ति
• उत्कृष्ट लचीलापन और क्षमाशीलता
• उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध
• उत्कृष्ट जैव अनुकूलता

इसीलिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

• एयरोस्पेस इंजन घटक
• कृत्रिम जोड़ जैसे चिकित्सीय प्रत्यारोपण
• रासायनिक प्रसंस्करण उपकरण
• गहरे-समुद्री इंजीनियरिंग सिस्टम

हालाँकि, एक महत्वपूर्ण बिंदु पर जोर दिया जाना चाहिए:

Ti-6Al-4V का अंतिम प्रदर्शन न केवल इसकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करता है, बल्कि फोर्जिंग प्रक्रिया पर भी निर्भर करता है।

फोर्जिंग मोटे ढले अनाजों को तोड़ता है और पुन: क्रिस्टलीकरण को बढ़ावा देता है, जिससे एक महीन और समान समअक्षीय माइक्रोस्ट्रक्चर बनता है। इस प्रक्रिया के बिना, उच्च गुणवत्ता वाली मिश्र धातु संरचना भी पूरी तरह से अपनी प्रदर्शन क्षमता प्रदान नहीं कर सकती है।

1. सामग्री की तैयारी

पिघलने के बाद, टाइटेनियम सिल्लियों को साफ बिलेट्स में मशीनीकृत किया जाता है, और आंतरिक गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए राइजर अनुभाग को हटा दिया जाता है।

2. ताप: 10 डिग्री का अंतर गंभीर हो सकता है

फोर्जिंग के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं को आमतौर पर 900 डिग्री -950 डिग्री (+ चरण क्षेत्र के भीतर) तक गर्म किया जाता है।

Ti-6Al-4V के लिए, बीटा ट्रांसस तापमान लगभग 980 डिग्री -1010 डिग्री है।

टाइटेनियम तापमान के प्रति बेहद संवेदनशील है। बीटा चरण क्षेत्र - से अधिक होना सख्त वर्जित है, एक बार ऐसा होने पर अनाज की वृद्धि तेजी से तेज हो जाती है, जिससे गुणों में स्थायी गिरावट आती है।

हमारे उत्पादन अनुभव के आधार पर, 3-टन, φ600 मिमी ग्रेड 5 टाइटेनियम पिंड को लक्ष्य तापमान तक पहुंचने के बाद लगभग 5.5 घंटे भिगोने के समय की आवश्यकता होती है।

प्रक्रिया को चरणों में सख्ती से नियंत्रित किया जाता है:

• गरम करना
• तापमान तक पहुंचना
• भिगोने
• फर्नेस डिस्चार्ज

प्रत्येक बैच को फोर्जिंग तापमान लॉग में दर्ज किया जाता है, जिसमें पूर्ण ताप वक्र भी शामिल है।

टाइटेनियम फोर्जिंग में, ±10 डिग्री स्वीकार्य विचलन नहीं है - यह एक महत्वपूर्ण सीमा है:

• बहुत अधिक: मोटे अनाज, कम ताकत, कम लचीलापन
• बहुत कम: खराब प्लास्टिसिटी, फोर्जिंग के दौरान टूटना

यही कारण है कि हम प्रत्येक बिलेट के तापीय इतिहास के लिए दोहरे फर्नेस तापमान नियंत्रण और पूर्ण ट्रैसेबिलिटी का उपयोग करते हैं।

3. फोर्जिंग: "अपसेटिंग और ड्राइंग" अनिवार्य रूप से माइक्रोस्ट्रक्चर पुनर्निर्माण है

गर्म बिलेट को फोर्जिंग मशीन में रखें और तापमान और विरूपण (आमतौर पर 30% -50%) दोनों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करें। इस प्रक्रिया का उद्देश्य एक ही चरण में अंतिम आकार प्राप्त करना नहीं है।

कार्य क्रम इस प्रकार है: पहले चित्र बनाना, फिर परेशान करना, 2-3 चक्र दोहराना ("दो से तीन परेशान करना और चित्र बनाना चक्र")।

परेशान

अपसेटिंग बिलेट को संपीड़ित करता है, जिससे यह छोटा और मोटा हो जाता है। ऊंचाई कम हो जाती है जबकि क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र बढ़ जाता है और अधिक समान हो जाता है।

चित्रकला

ड्राइंग लम्बाई बढ़ाती है और बिलेट की मोटाई कम करती है। लंबाई बढ़ने पर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र घट जाता है।

यह चक्र 2-3 बार दोहराया जाता है। प्रक्रिया का सार है:

डेंड्राइटिक कास्ट अनाज पूरी तरह से टूट जाते हैं → पुन: क्रिस्टलीकरण होता है → एक समान बारीक समअक्षीय अनाज संरचना बनती है।

इस प्रक्रिया को अक्सर धातुकर्म परिवर्तन और सामग्री के सूक्ष्म संरचनात्मक शोधन के रूप में वर्णित किया जाता है।

1. सटीक तापमान नियंत्रण

आमतौर पर टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए इष्टतम फोर्जिंग रेंज होती है30 डिग्री -50 डिग्रीबीटा ट्रांसस तापमान से नीचे।

प्रक्रिया विंडो अत्यंत संकीर्ण है और इसके लिए अत्यधिक सटीक भट्टी नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता होती है।

2. बड़ी हाइड्रोलिक प्रेस क्षमता

टाइटेनियम फोर्जिंग में, अधिक बल हमेशा बेहतर नहीं होता है।

जो बात मायने रखती है वह सतह से कोर तक एकसमान, नियंत्रित विकृति है।

हथौड़ा फोर्जिंग की तुलना में, हाइड्रोलिक प्रेस प्रदान करते हैं:

• धीमी और अधिक समान विकृति
• बेहतर आंतरिक घनत्व
• पृथक्करण में कमी
• आंतरिक दरार का कम जोखिम
• अधिक सुसंगत यांत्रिक गुण

3. टीम समन्वय

टाइटेनियम फोर्जिंग एक एकल ऑपरेटर प्रक्रिया नहीं है, बल्कि एक सतत, बहु व्यक्ति वर्कफ़्लो है।

तापमान माप, बिलेट हैंडलिंग और भट्टी स्थानांतरण से लेकर फोर्जिंग नियंत्रण और आयामी निरीक्षण तक, हर कदम को कसकर समन्वित किया जाना चाहिए।

उच्च तापमान पर, कुछ सेकंड की देरी भी सामग्री को स्वीकार्य प्रसंस्करण विंडो से बाहर धकेल सकती है, जो सीधे अंतिम गुणवत्ता को प्रभावित करती है।

इसलिए, स्थिर टीम समन्वय उतना ही महत्वपूर्ण है जितना उपकरण क्षमता।

अकेले फोर्जिंग से उत्पाद पूरा नहीं होता।

फोर्जिंग के बाद, टाइटेनियम सामग्री में अभी भी शामिल हो सकता है:

• अवशिष्ट तनाव
• अस्थिर सूक्ष्म संरचना
• गैर-समान चरण वितरण

ताप उपचार की आवश्यकता है:

• आंतरिक तनाव दूर करें
• + चरण संरचना को स्थिर करें
• ताकत, लचीलापन और कठोरता को संतुलित करें

गर्मी उपचार के बिना, जाली टाइटेनियम घटक को अभी भी अर्ध-तैयार उत्पाद माना जाना चाहिए।

बाओजी ज़ेचेंग मेटल मटेरियल्स कंपनी लिमिटेड में, हम टाइटेनियम फोर्जिंग को पूरी तरह से नियंत्रित इंजीनियरिंग प्रणाली के रूप में मानते हैं।

एकाधिक VAR पिघलने चक्र

हम अशुद्धियों और पृथक्करण जोखिम को कम करने, स्थिर और सुसंगत रासायनिक संरचना सुनिश्चित करने के लिए 2-3 वीएआर पिघलने चक्रों का उपयोग करते हैं।

मल्टी-स्टेज फोर्जिंग

बार-बार गर्म करने और विरूपण चक्रों के माध्यम से, मोटे अनाज धीरे-धीरे टूट जाते हैं और एक घने और समान समान संरचना में परिष्कृत होते हैं।

सख्त ताप उपचार नियंत्रण

विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अलग-अलग ताप उपचार व्यवस्थाओं की आवश्यकता होती है।

तापमान और शीतलन दरों को सटीक रूप से नियंत्रित करके, हम ताकत, लचीलापन और कठोरता का एक स्थिर और संतुलित संयोजन प्राप्त करते हैं।

हमारे यहां और अधिक उत्पाद खोजेंटाइटेनियम फोर्जिंग संग्रह

 

एक पेशेवर टाइटेनियम फोर्जिंग निर्माता के रूप में, हम यह सुनिश्चित करते हैं कि प्रत्येक उत्पाद शिपमेंट से पहले चार निरीक्षणों से गुजरे:

भूतल निरीक्षण

दरारों, सिलवटों और सतह दोषों की जाँच करना।

आयामी निरीक्षण

ड्राइंग और आवश्यक सहनशीलता का 100% अनुपालन सुनिश्चित करना।

अल्ट्रासोनिक परीक्षण

सरंध्रता, समावेशन और दरारें जैसे आंतरिक दोषों का पता लगाना।

तृतीय-पार्टी परीक्षण

यांत्रिक गुणों और सूक्ष्म संरचना का स्वतंत्र सत्यापन।

सभी चार चरणों को पार करने के बाद ही उत्पाद को पैक और शिप करने की अनुमति दी जाती है।

हम "काफ़ी करीब" टाइटेनियम फोर्जिंग का उत्पादन नहीं करते हैं।

प्रश्न: टाइटेनियम फोर्जिंग स्टील फोर्जिंग से अधिक महंगी क्यों है?

उत्तर: प्रमुख कारणों में शामिल हैं:

• अत्यधिक संकीर्ण फोर्जिंग तापमान विंडो (स्टील के लिए ±10 डिग्री बनाम ±150 डिग्री)
• उच्च विरूपण प्रतिरोध
• कम तापीय चालकता
• उच्च उपकरण आवश्यकताएँ
• उच्चतर स्क्रैप दरें

परिणामस्वरूप, टाइटेनियम फोर्जिंग में उच्च लागत और तकनीकी बाधाएं हैं।

प्रश्न: एकाधिक अपसेटिंग और आरेखण चक्र क्यों आवश्यक हैं?

उत्तर: क्योंकि बार-बार विरूपण अनाज की संरचना को परिष्कृत करने का सबसे प्रभावी और स्थिर तरीका है।

• बहुत कम चक्र → अपर्याप्त शोधन
• बहुत अधिक चक्र → क्रैकिंग जोखिम और कम दक्षता

एक संतुलित प्रक्रिया आवश्यक है.

प्रश्न: आप किस आकार के टाइटेनियम फोर्जिंग का उत्पादन कर सकते हैं?

ए: बाओजी ज़ेचेंग मेटल मटेरियल्स कं, लिमिटेड टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु फोर्जिंग और ऑफ़र में माहिर है:

• आकार सीमा: φ50 मिमी - φ600 मिमी
• उत्पाद प्रकार: बार / रिंग / डिस्क / ब्लॉक / कस्टम फोर्जिंग
• समर्थित मानक:
• एयरोस्पेस: एएमएस मानक
• चिकित्सा: एएसटीएम एफ136/एएसटीएम एफ67
• औद्योगिक: एएसटीएम बी381
• कस्टम चित्र और तेज़ कोटेशन उपलब्ध हैं।

संदर्भ

• एएसएम हैंडबुक वॉल्यूम 14: फॉर्मिंग और फोर्जिंग
• एएमएस 4928 टाइटेनियम मिश्र धातु विशिष्टता अवलोकन
• एएसटीएम बी381 टाइटेनियम फोर्जिंग विशिष्टता
• ग्रेड 5 टाइटेनियम इतना महंगा क्यों है? ब्लॉग