チタン合金は、高強度、低密度、高温耐性、優れた耐食性により、「宇宙金属」や「海洋金属」として賞賛されています。{0}}これらは、航空宇宙、海洋、医療インプラントなどのハイエンド分野で好まれる材料です。-しかし、チタン合金は化学反応性が高く、変形抵抗が大きく、熱伝導率が低く、可塑性範囲が狭いため、鍛造が最も困難な金属の 1 つでもあります。高品質の製品を鍛造し、優れた性能を備えた精密部品に変えるには、次の 4 つの主要なプロセスを正確に制御することが不可欠です。
コアプロセス 1: 前処理 - - 高品質の原材料の製造
最終鍛造品の品質を確保するには、慎重な前処理が基礎となります。これには主に次の 2 つの側面があります。
1. 原材料の選択と検査: チタン合金インゴットは通常、真空アーク再溶解 (VAR) によって得られます。鍛造前に、介在物、偏析、またはその他の欠陥がないことを確認するために、化学組成およびマクロおよびミクロ組織に関する厳密なテストが必要です。
2. ブルーミングと予備成形: 巨大な鋳造インゴットは、まずブルーミング鍛造プロセスを受ける必要があります。その目的は、直接成形することではなく、粗い鋳造組織を破壊し、微細構造を微細化し、内部欠陥を圧縮し、機械的特性を予備的に改善することです。次に、その後の精密金型鍛造に備えて、圧延、据え込み、押し出しなどの方法によって、寸法が正確で細かく仕上げられた棒材または予備成形ビレット (「予備成形」と呼ばれます) に加工されます。{{4}
概要: 均一で洗練された原材料がなければ、その後の仕上げ作業はすべて空中の城に過ぎません。準備処理の核心は、- の「破壊」と「確立」にあり、粗い鋳造組織を破壊し、均一で洗練された鍛造フローを確立します。
コアプロセス 2: 熱プロセス制御 -- ライフラインの把握
チタン合金鍛造は温度が命です。そのプロセスウィンドウは非常に狭く、温度制御は「1 ミリメートルを失うと 1,000 マイルを誤解する」と表現できます。
1. 加熱温度：鍛造は相変態点以下で行うこと（鍛造を除く）。温度が低すぎると、変形抵抗が大きくなり、亀裂が発生しやすくなります。温度が高すぎると（特に相領域に入った後）、結晶粒が大幅に粗くなり（「脆性」として知られます）、鍛造品の性能の重大な低下につながります。通常、鍛造温度範囲は相変態点より 50 ～ 150 度低い狭い範囲です。
2. 加熱方法: 酸化と吸収 (特に酸素、窒素、水素) を防ぐために、電気炉を使用し、不活性ガス保護下またはわずかに正圧の空気の下で加熱する必要があります。そうしないと、脆くて硬い「脆化層」が表面に形成され、疲労性能に重大な影響を及ぼします。
3. 保持時間: 粒子の成長を防ぐためにブランクが過熱することなく適切に加熱されるように、正確に計算する必要があります。核となる本質は「正確さ」と「保護」。理想的な微細構造を得るには、温度範囲を正確に制御し、ガス汚染を厳密に防止することが必要です。
コアプロセス 3: 変形プロセス
これは鍛造の中核プロセスであり、機械的な力を使用して金属を流動的に成形し、内部構造を根本的に変化させます。
1. 変形方法: 主に、自由鍛造 (ブランキングおよび大型ビレットの製造に使用) と型鍛造 (複雑な形状と正確な寸法を備えた高性能部品の製造に使用) が含まれます。-等温金型鍛造と熱間金型鍛造は、チタン合金を精密成形するための高度なプロセスであり、金型がブランクの温度に近い温度まで加熱され、変形抵抗と表面冷却効果が大幅に低減されるため、薄肉の複雑な部品の鍛造に適しています。-
2. 変形量（鍛造比）：結晶粒を微細化し、気孔を修復し、流線を最適化するには、十分な変形量が重要です。変形が不十分だと、構造の改善が最小限に抑えられます。過剰または不適切な変形は、内部のせん断帯や亀裂を引き起こす可能性があります。通常、組織の均一性を確保するために変形方向を連続的に変更する「多加熱段階」鍛造が必要となります。
3. 変形速度: チタン合金はひずみ速度の影響を受けます。速度が高くなると、変形抵抗と変形熱が増加し、局所的な過熱が発生する可能性があります。速度が低いほど、塑性流動と再結晶が促進されます。油圧プレスは、安定した低速特性により、ハンマーよりもチタン合金の精密成形に適しています。 要点: 「形状の制御」と「特性の制御」の一体化。金属を所望の形状に成形するだけでなく、変形パラメーターを正確に制御して、細かく均一で適度に流動する高性能の微細構造を作成することも必要です。-
主要プロセス 4: 熱処理とその後の加工鍛造部品は最終製品ではありません。性能を安定させ、最適化するために熱処理を受ける必要があります。
1. アニーリング: これは最も一般的に使用される熱処理プロセスであり、内部応力を除去し、微細構造を安定させ、強度と可塑性の最適な一致を達成することを目的としています。グレードや用途に応じて、単純焼鈍、再結晶焼鈍、または2回焼鈍が使用されます。
2. 溶体化処理時効 (STA): - タイプのチタン合金 (TC4/Ti-6Al-4V など) の場合、このプロセスにより強度が大幅に向上します。まず、溶体化処理のために相変態点以下に加熱し、準安定相まで急冷（急冷）し、その後時効して強化相を析出させます。
3. 熱機械加工 (TMP): 熱処理と変形プロセスを統合し、チタン合金の総合的な性能をさらに向上させる最先端の技術です。-
4. 後処理：熱処理後、表面酸化層や欠陥層を除去し、最終寸法を達成し、表面圧縮応力を導入して疲労寿命を向上させるために、CNC機械加工、表面処理などのプロセスが必要です。コアエッセンス：「調整」と「強化」。熱処理を通じて、材料の潜在能力が解放され、厳しい使用要件に完全に適合するように最終的な機械的特性が調整されます。要約すると、チタン合金鍛造は非常に複雑なシステムエンジニアリング作業です。 4 つのコアプロセスは相互に関連しており、補完的です。準備処理が基礎、熱プロセスが生命線、変形プロセスが核心、そして熱処理が保証です。これら4つの工程を緻密に管理することによってのみ、「未来の金属」と呼ばれるチタン合金の驚異的なポテンシャルが最大限に発揮され、飛行や航行を支える優れた製品が生み出されます。
陝西漢裕非鉄金属加工有限公司は 2005 年 12 月に設立されました。同社は「中国のチタン首都」として知られる、チタンを専門とする大規模な生産企業です。{3}宝鶏市のチタン産業の主要企業でもあり、産業チェーン全体をカバーする大規模な加工ソースでもあります。登録資本金は7,000万元、工場面積は12,000㎡、事務所面積は6,000㎡です。同社は現在 300 セット以上のハイエンド生産設備を保有しており、レベル 3 の機密保持資格を保持しており、国家ハイテク企業であり、陝西省の軍民統合のデモンストレーション企業でもあり、13 件の中核製品特許を取得しています。- AAAAA グレードの単位を取得しています。チタン材料に関するご質問がございましたら、いつでもお問い合わせください。迅速なお見積り、短納期、高品質をご提供いたします。質の高いサービスを提供できる機会を期待しております。
