チタン合金鍛造品の冶金加工技術と洗浄

科学技術の継続的な進歩に伴い、材料特性に対する要求はますます高くなっています。 チタン合金は、その優れた特性により、徐々に研究の注目を集めるようになりました。 チタン合金鍛造は重要な金属成形プロセスです。 しかし、チタン合金鍛造品は製造過程で介在物やスケールなどの欠陥が発生しやすく、鍛造品の性能に影響を与えます。

多くの素材の鍛造や加工方法も常にフォローしています。 チタン合金の鍛造品は市場で広く使用されています。 鍛造加工技術はますます成熟しています。 チタン合金の鍛造冶金は比較的一般的です。 チタン合金鍛造について学びましょう。 冶金加工技術と洗浄。

⑴． 直接金属レーザー焼結ラピッドプロトタイピング技術

直接金属レーザー焼結ラピッドプロトタイピング技術は、高度なレーザー技術、粉末技術、コンピューター制御技術を包括的に使用して、ほぼ高密度の金属部品の直接加工と成形を実現します。 まず、コンピュータ支援設計システム (CAD) を使用して対象製品の 3 次元部品モデルを構築し、デジタル モデルを一連の 2 次元層構造に分解します。 コンピューターがレーザービームの動きを制御し、パウダー舗装システムが同期して動き、合金パウダーを敷き詰めます。 、微粉末の 1 層を焼結した後、システムは再び新しい層の焼結を開始し、層ごとに焼結した後、最終的に製品の 3 次元エンティティを形成します。

⑵。 電子線選択クラッド技術

電子ビーム選択的クラッディング技術は、高エネルギーの電子ビームを使用して、事前に混合したチタン混合粉末を照射し、層ごとに焼結する製造技術です。 チタン金属粉末は、電子ビームの照射下で溶融および焼結して層を形成し、冷却されて形成された下層と結合します。 スウェーデンの Arcam 社は、このテクノロジーを使用して EBM S12 システムを開発しました。 装置の電子ビーム源部分は上部フィラメントを 2500 度以上に加熱して電子を放出します。 これらはアノードによって加速され、集束コイルを通過して下向き衝撃電子ビームを形成します。 電子ビームの偏向は磁場によって制御できます。 、電子ビームのエネルギーは電流によって制御され、生成される電力は4kWに達します。 処理中、粉末ディストリビュータは真空チャンバ内の作業面に粉末の層を広げ、ワークステーションはワークピースの 3 次元モデリング ファイルをコンポーネントに変換します。

レイヤプロファイルデータが制御システムに送信されます。 読み取られたプロファイルデータに基づいて、制御システムは電子ビームを駆動し、特定の走査経路に従って選択的焼結を実行します。 チタン金属粉末は電子ビームの照射下で焼結され、部品全体の最上層が焼結されるまで層ごとに蓄積されます。 未焼結部の粉末形状は変化せず、洗浄後は必要な三次元チタン合金部品が得られます。 このシステムは主に航空、宇宙、自動車、医療用インプラントの分野におけるチタン合金部品の製造に使用されています。 焼結 Ti-6Al-4V チタン合金は、良好な金属組織構造と優れた機械的特性を備えています。 報告されている降伏強さは910～940MPa、引張強さは950～990MPa、ロックウェル硬度は30～35HRC、弾性率は120GPaです。 しかし、実用化にあたっては、製造サイズが限られていること（最大製造サイズが250x250x200mmのみ）や、原料となるチタン粉末を特別に供給する必要があるなどの課題が残されています。

⑴ チタン合金鍛造品の欠陥解析

チタン合金鍛造品の鍛造工程では、金属中にガスや酸化物などの介在物が存在するため、鍛造品に亀裂、気孔、ゆるみなどの欠陥が発生しやすく、鍛造品の性能に重大な影響を与えます。 したがって、鍛造品の洗浄は、鍛造品の品質を向上させるための重要なステップです。

⑵チタン合金鍛造洗浄工程の分類

現在、チタン合金鍛造品の洗浄工程には主に機械洗浄、化学洗浄、電解洗浄が含まれます。 機械洗浄には主にショットブラスト洗浄、研磨洗浄などが含まれます。 化学洗浄には主に酸洗、アルカリ洗浄などが含まれます。 電解洗浄には主に電気化学的なスケール除去、電解研磨などが含まれます。

⑴洗浄効果が理想的ではない

チタン合金はその特性上、表面の酸化皮膜が除去されにくく、水素脆化を起こしやすい性質があります。 さらに、洗浄プロセスの一部により、チタン合金の表面粗さが容易に増加し、鍛造品の疲労性能に影響を与える可能性があります。

⑵ 洗浄工程は深刻な環境汚染を引き起こす

一部の洗浄プロセスでは酸やアルカリなどの化学試薬を使用する必要があり、使用中に容易に環境汚染を引き起こす可能性があります。

⑶ 工程が複雑でコストが高い

チタン合金鍛造品の洗浄工程は複雑で複数の工程が必要であり、工程によっては特殊な設備を使用する必要があり、コストが高くなります。

チタン合金鍛造品の冶金加工技術と洗浄は、鍛造品の性能を向上させる上で非常に重要です。 チタン合金鍛造洗浄プロセスにおける現在の問題を考慮すると、将来の開発方向には主にグリーンで環境に優しい、高効率、低コスト、高性能タイプが含まれます。 洗浄プロセスの継続的な最適化と改善を通じて、航空、航空宇宙、医療などの分野におけるチタン合金鍛造品の幅広い用途を強力にサポートします。