Anvendelse af roterende omvendt bøjningsretningsteknologi til fremstilling af præcisionssmedede stænger af titanlegering

I 1940 perfektionerede Kroll metoden med "magnesiumreduktion af titantetrachlorid" for at udvinde titanium. Titans, Sons of the Earth, begyndte at hellige sig industriel produktion fra laboratoriet. Siden da har den industrielle produktion af titanium og titanlegeringer udviklet sig hurtigt. I de seneste år er verdens titaniumindustri og titaniummaterialebehandlingsteknologi blevet stadig mere moden, og produktionen og forbruget af titansvamp, deformerede titanlegeringer og titanlegeringsforarbejdede materialer har nået et meget højt niveau. Det bruges i stigende grad i luft- og rumfartsområdet, krigsskibe, våben og andre militære produkter, og det har også et stort anvendelsespotentiale i bilindustrien, kemi- og energiindustrien.

På grund af behovene for moderne industriel produktion er der udviklet forskellige typer titaniummaterialer: titanium stænger, titanium plader, titantråde, titanium strips, titanium rør, titanium folier osv. Blandt dem produktion af små titanium legerings stænger er begyndt at tage form. Denne type stænger har karakteristika af lille størrelse og stort antal tællinger. Generelt bruges præcisionssmedemaskiner til at fremstille dem for at sikre produktionseffektivitet og produktstabilitet. Vores virksomhed har en SXP-13 præcisionssmedemaskine, en JBLR-130 rettemaskine og tilhørende varmeudstyr med en årlig produktion på omkring 600t præcisionssmedestænger.

Teori og udvikling af stangudretning

Som det gamle ordsprog siger, "overkorrektion er for meget." Men inden for metalretning skal overkorrektion være overkorrektion. Den traditionelle simple omvendt bøjningsretningsmetode bruger denne teori. Som vist i figur 1 definerer vi krumningsradius for den oprindelige bøjningstilstand af stang ab som ρ0, den omvendte bøjningsradius, der bruges under udretning, som ρ1, og den omvendte bøjning når a'b'-tilstand. På dette tidspunkt fjernes den ydre kraft, og stangen er fri til at fjedre. Vend tilbage til tilstanden a "b". Hvis a"b" er en ret linje, opnås formålet med udretning. Forholdet mellem mængden af ​​omvendt bøjning og den oprindelige bøjningsmængde er dog ikke-lineær og påvirkes af materialets plasticitet og tværsnitsform. Derfor bruger opretning i faktisk produktion ofte flere omvendte bøjninger for at reducere bøjningstilstanden af ​​stangen og få den til at opfylde kravene.

billede

Figur 1 Principdiagram for omvendt bøjningsudretningsmetode

Baseret på den simple omvendte bøjningsretningsmetode blev teorien om roterende omvendt bøjningsretning udviklet. Som vist i figur 2, anvender den skrå rulleudretningsmaskine, der bruges til at rette små rør og stænger, denne rotationsudretningsteori. Overfladen af ​​glatterullen på skråvalseudretteren er en hyperboloid overflade dannet ved rotation af en hyperbel omkring aksen. Under opretningen roterer stangen fremad under friktionen fra retterullen. Efter at stangens aksiale fibre har gennemgået stor elastisk-plastisk deformation, bliver rebound-evnen gradvist konsistent. Selvom den oprindelige bøjningstilstand er forskellig, da hver fiber er blevet ekstruderet og deformeret fra lille til stor og derefter fra stor til lille mange gange, har den endelige elasticitet af stangen tendens til at være den samme. Jo flere gange denne deformation gentages, jo større er modstandskraften. Jo tættere evnerne er, jo bedre bliver den glatte effekt. Forskning har vist, at udretningseffekten af ​​den skrå rulleudretter er relateret til følgende forhold: antallet af punkter, der skaber bøjningszonen, er mindst fire, det vil sige, at der produceres to effektive udretnings- og omvendte bøjningszoner; jo længere kurvelængde af bøjningszonen er, jo udretning Jo bedre effekt; der skal opretholdes et rimeligt geometrisk forhold mellem udretningsvalsens skråvinkel, rulleafstand og rullespalte.

billede

Figur 2 Principdiagram for omvendt bøjning med rotation

Forskning og forbedring afpræcisionssmedet stang i titanlegeringrette teknologi
eksperimentmetode
Denne test er opdelt i to grupper: test en fokuserer på forholdet mellem udretningseffekten af ​​præcisionssmedede titanlegeringsstænger af samme specifikationer og forskellige mærker og udretningsvalsens skråvinkel, og test to undersøger effekten af ​​krumningslængde på udretningen af præcisionssmedede stænger af titanlegering. effekt. Den rettede stang bedømmes ved hjælp af en korrektionsplatform og en følemåler: hvis stangens krumning efter korrektion ikke er større end 3 mm/1000 mm, vil den blive markeret som kvalificeret, og hvis stangens krumning ikke er større end 1 mm/ 1000 mm, vil den blive markeret som fremragende. Testudstyret er JBLR-130 (2-2-2) glattemaskinen fra Baoji Titanium Industry Company, og testmaterialerne er φ45 mm TA2, TC4 og Ti55511 præcisionssmedede stænger af titanlegering.
I den første test blev TA2, TC4 og Ti55511 præcisionssmedede stænger med φ45mm valgt. Udretningsmaskinen justerede tre sæt rullespalter og udretningsvalseaffasningsvinkler (rullespalte φ44 ~ φ44,5 mm, udretningsrulles skråvinkel 37.0 grader; rullespalte φ44.5- φ45mm, udretningsvalsefasning vinkel 37,2 grader, rullegab φ43,5 ~ φ44mm, udretningsrulle skrå vinkel 36,8 grader) til opretning, og optag opretningseffekten. I den anden test blev TC4 præcisionssmedede stænger med en diameter på 45 mm udvalgt til enkelt opretning. I henhold til fremføringssekvensen er de tre par rettevalser i 2-2-2-udretningsmaskinen defineret som retterulle 1, retterulle 2 og retterulle 3. I testen er skråvinklen på rettevalse 1 og opretning rulle 2 anvender de optimale data i test 1, og affasningsvinklen og rullespalten for udretningsvalsen 3 øges passende for at øge krumningsradius af den anden udretnings-omvendte bøjningszone. Record Straightening effekt.
Test data
⑴De første data fra test en: rullegab φ44 ~ φ44,5 mm, udretning af rulleskråvinkel 37,0 grader
⑵De anden data fra test en: rullegab φ44,5 ~ φ45mm, udretning af rulleskråvinkel 37,2 grader
⑶De tredje data fra test 1: rullegab φ43,5 ~ φ44mm, udretning af rulleskråvinkel 36,8 grader
⑷ Til den anden test vælges vinklen på retterulle 1 og retterulle 2 til 37,0 grader, hvilket har den bedste retteeffekt i test 1, og vinklen på retterulle 3 er passende øget for prøve.
Eksperimentel analyse
Gennem den statistiske dataanalyse af de tre test i eksperiment 1 kan det ses, at udretningseffekten af ​​forskellige mærker af titanlegeringspræcisionssmedede stænger er tæt forbundet med udretningsmaskinens rullegab og udretningsvalsefasning. Efter analyse af udretningsvalsens affasning er vinklen den dominerende faktor, der påvirker udretningseffekten, mens rullegabet mere påvirker overfladekvaliteten af ​​den udrettede stang. Under testen fandt vi, at udretningseffekten er relateret til den spiralkurve, der dannes, når emnet passerer gennem rettemaskinen. Fra TA2 til TC4 til Ti55511, når materialets plasticitet bliver dårligere, øges hårdheden. For at opnå den nødvendige opretning Ved buede kurver skal udretningens skråvinkel reduceres. Derfor, selvom emnerne har de samme specifikationer, for at opnå en god udretningseffekt, skal påvirkningen af ​​selve emnets plasticitet og hårdhed tages i betragtning. Ud fra dataene fra eksperiment 2 kan vi se, at en passende forøgelse af affasningsvinklen på udretningsvalsen 3 gør den omvendte bøjningsradius af den anden omvendte bøjningszone til udretning større, og tilsvarende øger kurvelængden af ​​den omvendte bøjningszone, hvilket kan forbedre udretningen . Effekt. Når skråvinklen af ​​rettevalsen 3 overstiger en vis grænsevinkel, vil rettekvaliteten imidlertid falde kraftigt. Den analyserede årsag er, at når affasningsvinklen af ​​udretningsvalsen 3 øges for meget, kan der ikke dannes et effektivt omvendt bøjningsområde, og udretningseffekten kan ikke garanteres. .
Afslutningsvis
⑴ Ved udretning af præcisionssmedede stænger af titanlegering er der ikke noget strengt lineært forhold mellem udretningsvalsens skråvinkel og stangens diameter. I betragtning af indflydelsen af ​​materialets plasticitet og hårdhed på den rette omvendte bøjningslinje, for kvaliteter med dårlig plasticitet og høj hårdhed, er det nødvendigt at reducere udretningsvalsens skråvinkel passende for at sikre den nødvendige omvendte bøjningslinje til opretning. ⑵ For rør- og stangudretningsmaskinen (2-2-2) skal du øge skråvinklen på rettevalsen passende for at øge den omvendte bøjningsradius og forbedre udretningseffekten. Men når vinklen er for stor, kan der ikke dannes et effektivt opretnings- og genbøjningsområde, og udretningseffekten falder kraftigt.

——Artikel valgt fra《Smedning og stempling ekspresudgave 5, 2023