【正文】 前加熱溫度的高低將導(dǎo)致鍛件中 初生 a 比例的差異，溫度低于 β 相變點(diǎn)越多，則初生 α 所占比例就越大。對(duì)于鍛壓變形量較大的鍛件來(lái)說(shuō)，變形的熱效應(yīng)問(wèn)題更應(yīng)該特別注意。 圖 過(guò)熱的魏氏組織 500 與常規(guī)鍛造相比，在等溫條件下鍛造鈦合金有許多優(yōu)點(diǎn)，具體如下： 1）等溫鍛造可密切控制鍛件尺寸，能夠鍛出形狀復(fù)雜、精度高的鍛件，比常規(guī)鍛造更符合實(shí)際需要，節(jié)省了原料，大大減少了機(jī)加工， 降低了成本； 2）鍛造載荷較小，設(shè)備噸位大大減小，使鍛造 高溫合金成為可能； 3） 1 步等溫鍛造工序可代替 3 步 ～ 4 步常規(guī)鍛造工序，減少了鍛造作業(yè)量，提高了效率； 4）能夠?qū)崿F(xiàn)單道次大變形工藝，從而獲得更 精細(xì)的組織結(jié)構(gòu)； 5）鍛件污損層為 mm，而常規(guī)鍛造的污 損層為 mm； 6）等溫鍛造可密切控制加工參數(shù)，產(chǎn)品具有 均勻一致的微觀組織，較少出現(xiàn)粗大晶粒，能夠獲 得 20%～ 30%球狀α相，故其機(jī)械性能與常規(guī)鍛造相 當(dāng)或優(yōu)于常規(guī)鍛造的； 7）由于鍛造溫度較高，使坯料易 于充滿模具 型腔，降低了模具磨損程度； 8）等溫鍛件一般無(wú)殘余應(yīng)力； 9）由于消除了模具冷卻效應(yīng)，使得在等溫鍛造溫度下工件的變形特性更接近于材料的真塑性變 形特性。 利用鈦合金等溫鍛造工藝中不可多得的優(yōu)點(diǎn)，可使鈦合金的加工變形變得較為容易， 并且鈦合金 的價(jià)格昂貴，廢料回收難，因此研究近凈成形或凈 成形的等溫鍛造技術(shù)有著重要的意義。 TC4 在不同溫度下， 變形速率從 ?103? ｍｍ／ｓ降為 ?105? ｍｍ／ｓ， 拉伸強(qiáng)度明顯下降；晶粒組織越細(xì)（軋態(tài)）， 強(qiáng)度就越低（最低可降至 10 MPa）。此種特性稱為超塑性。 鈦合金等溫鍛造特 點(diǎn) 由圖 可知，在鍛造溫度下鈦合金的變形抗力比鋼高。由此可知，在模鍛鈦合金時(shí)，即使鍛件溫度有少許降低，也將導(dǎo)致變形抗力大大增加。 變形速度對(duì)鈦合金的變形抗力影響較大，從圖 5 可以看出：在錘上變形時(shí)的單位壓力，比在壓力機(jī)上變形時(shí)的單位壓力要高出數(shù)倍。 圖 兩種鈦合金的變形抗力 與 α+β/β 溫度的關(guān)系曲線 圖 變形程度為 40%時(shí)，鈦合金單位 壓力與溫度的關(guān)系 —— 沖擊變形 靜變形 鈦合金的導(dǎo)熱性比鋼、鋁等金屬差。如操作慢，就會(huì)造成較大的內(nèi)外溫度差。變形的不均勻性又必然導(dǎo)致鍛件組織和力學(xué)性能的不均勻性。為了減小坯料表面的冷卻速度，充分預(yù) 熱鍛模、夾鉗等與坯料直接接觸的工具是十分重要的。試驗(yàn)表明，不采用潤(rùn)滑劑時(shí)，激粗鈦合金的摩擦系數(shù)高達(dá) ，如采用玻璃潤(rùn)滑劑，摩擦系數(shù)降至 ～ 。例如在高速錘上擠壓大扭角的 Ti6Al4V 葉片時(shí)，如果模具涂 PbO+炮油潤(rùn)滑，坯料涂安瓶玻璃潤(rùn)滑，即使把擠 壓溫度提高到 1080℃ ，葉尖部分仍不能充滿。從相應(yīng)的打擊能量來(lái)看，當(dāng)模具涂以 PbO+炮油時(shí)，所需的打擊能量：1080℃ 時(shí)為 100KJ， 1000℃ 時(shí)為 115KJ；當(dāng)模具涂 L2 低溫玻璃潤(rùn)滑劑時(shí)， 1000℃時(shí)降至 90KJ， 960℃ 時(shí)也只需 97KJ。根據(jù)彈翼接頭的形狀特點(diǎn)， 為了保證鍛壓時(shí)合理的金屬流向， 宜采用正擠壓， 模具設(shè)計(jì)成上模（芯模）和下模（零件模）。上模用螺栓固定， 隨壓機(jī)上平臺(tái)移動(dòng)自動(dòng)脫模，脫模角為“零度”。下模由頂出桿頂出外框模， 隨后人工取出脫模?？紤]到坯料在下模內(nèi)受擠壓時(shí)的力， 會(huì)使合模脹開(kāi)， 鍛件產(chǎn)生毛邊， 引起合模脫出外框模， 因而下模型面以下拔模斜度為３176。 模具安裝 在 6300ｋＮ液壓機(jī)上 ,單體式加熱器對(duì)模具及模座加熱 ,水冷板和模座構(gòu)成通用模架 ,壓氣機(jī) 1,2,3 級(jí)盤(pán)模具可安裝在通用模架上。模座與水冷板之間夾有二層石棉板 ,上、下水冷板開(kāi)有水冷槽 ,工作時(shí)通水冷卻 ,以保護(hù)液壓機(jī)和改善操作條件。等溫鍛模具被放置在加熱爐中，不能發(fā)現(xiàn)模具是否錯(cuò)移，應(yīng)在模架和模塊上考慮導(dǎo)向裝置，內(nèi)外導(dǎo)向裝置應(yīng)協(xié)調(diào)一致；同時(shí)毛坯放進(jìn)模具中應(yīng)設(shè)計(jì)定位塊，以免坯料放偏 。降低模具加工成本的方法有 2 種：一是用精密鑄造法生產(chǎn)尺寸較小形狀簡(jiǎn)單的模具；另一種應(yīng)用更廣泛的技術(shù) 是電火花加工結(jié)構(gòu)型模具，電火花加工時(shí)使用的是精密加工的石墨電極，加工時(shí)模具型腔的公差被控制在177。 鍛件及壞料的設(shè)計(jì) 加工余量為了保證機(jī)加后零件表面的質(zhì)量和粗糙度的要求 ,加工表面應(yīng)留有加工余量。 鍛造件的余量要求： 設(shè)計(jì)航天用鈦合金等溫鍛造精密鍛件時(shí)， 鍛件的單邊加工余量通?？紤]超聲波盲區(qū)為３～６ ｍｍ， 同時(shí)由于平鍛過(guò)程中容易有變形死區(qū)， 變形死區(qū)是鍛造中較難避免的現(xiàn)象， 是造成鍛件組織不 均勻的重要原因。 出模斜度鈦合金模鍛的出模斜度一般為 7176。 30～ 2176。 彈翼接頭的毛坯圖設(shè)計(jì)： 進(jìn)行等溫鍛造工藝研究， 也需首先根據(jù)彈翼接頭的零件圖設(shè)計(jì)其毛坯圖。毛坯鍛件 ；形面復(fù)雜， 截面變化較大， 厚度變化明顯。 制定零件鍛件圖 1). 確定分型 面 鍛件 分模位置合適與否，關(guān)系到鍛件成形、鍛件出模、材料利用率等一系列問(wèn)題。為此，鍛件的分模位置應(yīng)選擇在具有最大的水平投影尺寸的位置上，具體位置見(jiàn)鍛件圖。余量大小決定于零件尺寸、加工精度和粗糙度的要求。 制定加工余量和鍛件尺寸公差的方法主要有兩種。 由于本試驗(yàn)是屬于精密 等溫鍛造 ， 鍛件的余量定在 ～ 2mm 之間，而且鈦合金鍛后其α氧化層厚度為 左右 。 3). 確定模鍛斜度 在 鍛件 上 與分型面相互垂直的平面或曲面所附加的斜度或固有斜度統(tǒng)稱為模鍛斜度。但是加上模鍛斜度后 會(huì)增加金屬損耗和機(jī)械加工工時(shí)，因此應(yīng)盡量選用最小的模鍛斜度?？扇梯o導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，知識(shí)可貴，帶給你的不只是一份設(shè)計(jì)，更是一種能力。 結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，鈦合金等溫鍛造技術(shù)的模具材料要求高，工藝難度大，技術(shù)難點(diǎn)多是我國(guó)鍛件產(chǎn)品走向國(guó)際市場(chǎng)的一個(gè)瓶頸，目前在我國(guó)該工藝的應(yīng)用只局限于航天航空領(lǐng)域。 筆者 認(rèn)為應(yīng)著重從以下幾個(gè)方面發(fā)展和推廣鈦合金等溫鍛造技術(shù)： 1）改進(jìn)和發(fā)展等溫鍛造硬件設(shè)備，使鍛造過(guò)程的控制更容易更準(zhǔn)確，提高等溫鍛件的精度和質(zhì)量。 3）利用有限元數(shù)值模擬技術(shù)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)加工過(guò)程中各種參數(shù)的變化情況，在計(jì)算機(jī)上通過(guò)過(guò)程模擬選擇設(shè)計(jì)方案，減少鍛壓試驗(yàn)提高工作效率。開(kāi) 發(fā)民品鍛件如人工關(guān)節(jié)、高爾夫球頭、汽車(chē)連桿等產(chǎn)品，拓展等溫鍛造技術(shù)應(yīng)用范圍，推廣鈦合金的應(yīng)用。 V32: 811 [27] 王勖成，邵敏 .有限元法基本原理和數(shù)值方法 .清華大學(xué)出版社， 2021： 1 [28] Yada H. Accelerated cooling of rolled of Metallurgists, PergamonPress, Canada: 105120 [29] 王忠金 .模鍛過(guò)程的三維模擬及連桿終鍛成形規(guī)律的研究 .吉林工業(yè)大學(xué)博士論文 .1995 [30] 王廣春 .三維擺碾過(guò)程的剛塑性有限元模擬 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士論文，1995 [31] 單德彬 .機(jī)匣擠壓的三維數(shù)值模擬 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士論文 .1996 [32] 閆蘊(yùn)琪 . γ TiAL 金屬間化合物研究現(xiàn)狀與未來(lái)展望 [Ｊ ] .材料導(dǎo)報(bào)2021,14(