Как выбрать гидравлические прессы для ковки титановых сплавов

В аэрокосмической отрасли, при производстве медицинского оборудования и высокотехнологичного оборудования титановые сплавы являются материалами первостепенной важности благодаря своей высокой прочности, превосходной коррозионной стойкости и термостойкости. Однако узкий диапазон условий ковки, высокое сопротивление деформации и крайняя чувствительность к температуре предъявляют к гидравлическим ковочным прессам строгие требования, значительно превышающие требования, предъявляемые к обычной стали. Выбор подходящего гидравлического пресса имеет решающее значение для обеспечения качества кованых деталей, эффективности производства и окупаемости инвестиций.

Введение в титановые сплавы:

Они обладают чрезвычайно высокой удельной прочностью, превосходной коррозионной стойкостью и биосовместимостью.

α- и почти α-сплавы (например, Ti-3Al-2,5V): обладают хорошей стойкостью к ползучести и свариваемостью.

α+β-сплавы (например, Ti-6Al-4V, наиболее широко используемый):  обладают хорошим соотношением прочности, вязкости и обрабатываемости горячим способом. Используются в дисках и лопастях компрессоров авиационных двигателей, авиационных каркасах и биомедицинских имплантатах.

β-сплавы (например, Ti-10V-2Fe-3Al): обладают более высокой прочностью, глубокой закаливаемостью и холодной формуемостью.

1: Понимание четырёх основных проблем, связанных с ковкой титановых сплавов

Выбор материала начинается с понимания технологического процесса. Ключевые сложности ковки титановых сплавов напрямую определяют требования к оборудованию:

• Узкий диапазон горячей обработки: диапазон температур ковки, как правило, составляет всего 100–150 °C, что требует точного контроля температуры и высокой скорости работы для предотвращения растрескивания или образования неравномерной микроструктуры.

• Чрезвычайно высокое сопротивление деформации и напряжение текучести: даже при высоких температурах удельное давление, необходимое для деформации, на 20–50 % выше, чем у легированной стали, что требует оборудования с чрезвычайно высокой жесткостью и достаточной ударной силой.

• Высокая чувствительность к скорости деформации: скорость деформации напрямую влияет на микроструктуру и механические свойства материала, что требует от пресса возможности широкой и точно регулируемой настройки скорости.

• Сложный процесс прецизионной изотермической/почти изотермической ковки: многие высококачественные поковки (такие как цельные бланки) требуют низкоскоростной формовки в формах с постоянной температурой, что предъявляет к оборудованию требование наличия интегрированной системы точного нагрева форм и поддержания температуры.

2: Пять ключевых технических параметров для выбора гидравлического пресса

С учетом вышеупомянутых проблем ниже приведена матрица технических параметров, которые необходимо проверить в ходе процесса выбора:

3: Основные и дополнительные характеристики гидравлической системы и конфигурации

Основные «обязательные» конфигурации:

• Сервогидравлическая система с высокой скоростью отклика: обеспечивает точное управление давлением и скоростью в режиме замкнутого контура, что является основой для соблюдения чувствительных технологических кривых титановых сплавов.

• Высокоэффективная система водяного или масляного охлаждения: гидравлическая система выделяет значительное количество тепла в процессе ковки; мощные охлаждающие возможности необходимы для непрерывной и стабильной работы.

• Многоточечная система выталкивания: облегчает извлечение сложных поковок из формы, а также может служить в качестве вспомогательного формовочного инструмента.

• Операционная система, специально разработанная для ковки: предварительно настроенные пакеты процессов ковки с функциями регистрации и отслеживания технологических параметров, отвечающие требованиям систем качества в аэрокосмической отрасли.

Усовершенствованные «дополнительные» конфигурации:

• Дистанционный мониторинг и диагностика: обеспечивает профилактическое техническое обслуживание и сокращает время внеплановых простоев.

• Сбор и анализ данных по усилию, перемещению и времени: обеспечивает информационную поддержку для оптимизации технологического процесса и отслеживания качества.

• Интерфейс для подключения к роботам/манипуляторам: первый шаг на пути к автоматизированным и менее трудоемким линиям по производству поковок.

4: Контрольный список для принятия решения о выборе и оценки поставщиков

При принятии конкретных решений, пожалуйста, следуйте этим шагам и проведите тщательную оценку:

1. Определите базовые параметры процесса: составьте перечень типовых поковок, запланированных к производству (марка материала, расчетная площадь, целевой тип процесса).

2. Рассчитайте потребности в тоннаже: используйте профессиональные формулы и обеспечьте достаточные запасы прочности.

3. Разработайте технические условия: преобразуйте вышеупомянутые «пять ключевых параметров» и «основные конфигурации» в технические условия закупки.

4. Углубленная оценка поставщика:

• Технические возможности: имеются ли у поставщика успешные примеры применения изотермической ковки титановых сплавов? Запросите видеоматериалы или организуйте выезд на объект.

• Основные компоненты: являются ли главный цилиндр, сервосистема, уплотнения и т. д. продукцией мировых брендов (таких как Bosch Rexroth, Parker, Moog и т. д.)?

• Программное обеспечение и управление: является ли операционная система открытой, удобной в использовании и масштабируемой?

• Местное обслуживание: может ли поставщик обеспечить оперативную техническую поддержку на месте и поставку запасных частей?

Выбор гидравлического пресса для ковки титановых сплавов — это, по сути, приобретение самого надежного, интеллектуального и точного промышленного оборудования для самых сложных технологических процессов. Это следует рассматривать не как простую покупку основных средств, а как стратегическую инвестицию, направленную на укрепление ключевых технологических возможностей и расширение границ производственных процессов. В рамках бюджетных ограничений приоритетное внимание к трем основным составляющим — «жесткости, точности управления и интеграции температурного контроля» — имеет решающее значение для ковки титановых конструкций, которые определят будущее.

Компания DAYI Heavy Forging Technology расположена в знаменитой столице тяжелой промышленности Китая — городе Сюйчжоу. После многих лет развития и интеграции она превратилась в звезду отечественной отрасли промышленного автоматизированного оборудования. Наши прессы в основном используются для производства валов для судовых двигателей и турбин электростанций, а также безупречных и надёжных компонентов для аэрокосмической отрасли, удовлетворяя различным техническим требованиям к ковке, таким как осадка, вытяжка, пробивка, седловая ковка, гибка, ковка со смещением и т. д. Мы поставили более 20 000 комплектов оборудования и обслужили более 2 000 клиентов. 

Наши тяжелые гидравлические ковочные машины для сплавов поддерживают индивидуальные заказы в диапазоне 300–30 000 тонн для удовлетворения потребностей аэрокосмической отрасли, электромобилей, судостроения, высокоскоростных железных дорог, ветроэнергетики, атомной энергетики, производства композитных материалов, ковки титановых сплавов, бытовой техники и общей промышленной ковки. Приглашаем вас посетить наш завод.