钛合金毛坯锻造的加热方式_www.lh-ti.com

钛的导热率低，加热的比较困难，一般采用表面加热方法时，加热时间相当长，大型坯料加热时，截面温差大。与铜、铁、镍基合金的导热率随着温度的提高而下降不同，钛合金的导热率是随着温度的提高而增加。为使锻造顺利进行，并减少锻造过程中金属的温降，尤其是减少坯料表面激冷，锻造钛合金的模具需要预热。否则，金属的温降和表面激冷将使金属不能很好地填充模具型槽及有可能导致很多裂纹。当提高温度时它们会与空气发生强烈的反应。当在650℃以上加热时，钛与氧强烈反应，而在700℃以上时，则与氮也发生反应，同时形成被这两种气体所饱和的较深表面层。例如，当采用表面加热方式把直径350mm的钛坯料加热到1100～1150时，就需要在钛与气体强烈反应的温度范围中保温3～4h以上，则可能形成厚度1mm以上的吸气层。这种吸气层会恶化合金的变形性能。在具有还原性气氛的油炉中加热时，吸氢特别强烈，氢能在加热过程中扩散到合金内部，降低合金的塑性。当在具有氧化性气氛的油炉中加热时，钛合金的吸氢过程显著减慢；在普通的箱式电炉中加热时，吸氢更慢。

 

用于钛合金锻造的模具预热系统通常是可拆式的，但有时也采用装在压力机上的加热装置。可拆式模具加热系统通常是燃气加热器，它可以在模块装配到锻造设备之前将模具缓慢加热到所需温度区间。固演在压力机上的加热装置通常采用感应加热或电阻加热。为了使锻件和模锻件获得均匀的细晶组织和高的力学性能，加热时，必须保证毛坯在高温下的停留时间最短。因此，为解决加热过程中钛合金的导热率低和高温下吸气严重的问题，通常采用分段加热。在第一阶段，把坯料缓慢加热到650～700℃，然后快速加热到所要求的温度。因为钛在700℃以下吸气较少，分段加热氧在金属中总的渗透效果比一般加热时小得多。钛合金毛坯应在电炉中加热。当不得不采用火焰加热时，应使炉内气氛呈微氧化性，以免引起氢脆。无论在哪类炉子中加热，钛合金都不应与耐火材料发生作用，炉底上应垫放不锈钢板。不可采用含镍量超过50%的耐热合金板，以免坯料焊在板上。对于要求表面质量较高的精密锻件，或余量较小的重要锻件(如压气机叶片、盘等)，坯料最好在保护气氛中加热(氩气或氦气)，但这样投资大，成本高，且出炉后仍有被空气污染的危险，因此生产中常采用涂玻璃润滑剂保护涂层，然后在普通箱式电阻炉中加热。玻璃润滑剂不仅可避免坯料表面形成氧化皮，还可减少α层厚度，并能在变形过程中起润滑作用。