Technologischer Fortschritt und Industrialisierungsanalyse des dielosen Walzens von Titanlegierungen

Technologischer Fortschritt und Industrialisierungsanalyse des dielosen Walzens von Titanlegierungen


Zu

  Die Dieless-Walztechnologie bietet einzigartige Vorteile bei der Herstellung von Turbinenscheiben mit doppelter Leistung für Motoren und wird häufig bei der Verarbeitung und Umformung großer und komplexer Scheiben wie Hochtemperaturlegierungen, Titanlegierungen, Leichtmetallen und Stählen eingesetzt.

Die Technologie und Ausrüstung für die scheibenlose Walzverdichtung wurde erstmals in den 1990er Jahren vom Ufa-Institut für Superplastizität der Russischen Akademie der Wissenschaften erfunden. Das Highlight der Technologie war es, Großpressen zu ersetzen und Formkosten zu sparen. Zu diesem Zeitpunkt konnten Turbinenscheiben aus Titanlegierung mit einem Durchmesser von 800 mm gebildet werden. Und wurde in Gasturbinen verwendet; Spätere verwandte Forschungen, die von GE in den USA finanziert und unterstützt wurden, haben gezeigt, dass das Gerät zu einer Turbinenscheibe aus Titanlegierung mit komplexen Formen, Mikrostrukturverteilung und guten mechanischen Eigenschaften geformt werden kann. Aufgrund der Vertraulichkeit seiner Technologie wurde jedoch bisher kein Forschungsbericht über deren Verfahren und Ausrüstung gefunden, und es wurden keine relevanten Forschungsergebnisse zur Bildung von Turbinenscheiben aus Superlegierung gesehen.

Die Nationale Akademie der Mechanischen Wissenschaften begann 2003 mit der Verfolgung dieser Technologie, und verwandte Mitarbeiter leisteten viele Grundlagenforschungsarbeiten. Das Jin Quanlin-Team entwickelte schließlich 2006 einen Prototyp für kleine Rolltestgeräte, der zu diesem Zeitpunkt jedoch nur bei Raumtemperatur hergestellt werden konnte. Bleischeiben mit einem Durchmesser von nicht mehr als φ 280 mm. Im Jahr 2009 führte das Team eine numerische Steuerungstransformation der Originalausrüstung durch und fügte ein Heizsystem hinzu, um die numerische Steuerwalzenbildung von Legierungsscheiben zu realisieren, und erzielte einige Prozessdesignergebnisse zur Steuerung der Mikrostrukturverteilung.

Im Jahr 2010 verwendeten Jin Quanlin und andere temperaturgesteuerte Hochfrequenz-Induktionsheizgeräte, um das Problem der unzureichenden Hochtemperatur zu lösen. Um eine Störung des Rollkopfes zu vermeiden, kann die Induktionsspule nur an beiden Enden der Scheibe ummantelt werden, wodurch die Kern-Niedertemperaturzone und die Scheibenkante gebildet werden. Das ungleichmäßige Temperaturfeld in der Hochtemperaturzone. Für die Titanlegierung wird für die Titanlegierung die Bildung der Zweiphasenzone (feine Kristalle der α + β-Phase in der Mitte der Scheibe und grobe Kristalle der β-Phase am Rand der Scheibe) gebildet, die zusammenfällt mit den Spezifikationen der Dual-Performance-Turbinenscheibe. Der Vorschlag der prozessisothermen superplastischen Umformung wandte sich den Prozesseigenschaften des ungleichmäßigen Temperaturfeldes + der Umformung mit doppelter Leistung zu.

   Beim Versuch, Superlegierungsmaterialien zu rollen, zeigte die Ausrüstung jedoch eine unzureichende Kapazität. Darüber hinaus hat das Verfahren der wiederholten Walzumformung oberhalb der zulässigen Schmiedetemperatur keinen Forschungswert, und es ist unmöglich, den Mechanismus und den Prozess der Walzumformung aus Superlegierungen eingehend zu untersuchen. Daher befinden sich die derzeitige heimische formlose Walztechnologie und -ausrüstung noch in der Grundlagenforschung.

Mit dem kontinuierlichen Betrieb großer Geräte wie 400 MN, 800 MN Gesenkschmiedepressen, 360 MN Vertikalextrusionspressen und 200 MN isothermen Schmiedepressen in meinem Land ist der Tonnageengpass durch das integrale Schmieden von Titanlegierungen und Hochtemperaturlegierungen verursacht wurde gelöst, wie der Durchmesser von 2 im Jahr 2014. Die Hochtemperatur-Legierungsturbinenscheibe mit einem Gewicht von 6 Tonnen wurde erfolgreich auf der 800 MN Gesenkschmiedepresse der China Second Heavy Machinery Group Corporation entwickelt.

  Im Hinblick auf die Reduzierung der Gerätelast und der formlosen Umformung übernahm Baosteel 2005 das Zonenschmiedeverfahren auf einer 40-MN-Schnellschmiedemaschine, um eine GH2674-Gasturbinenscheibe mit einem Durchmesser von 2 m zu schmieden.

   Im Jahr 2008 verwendete Guizhou Anda Kegelrollen mit nicht rechteckigem Querschnitt, um eine Gasturbinenscheibe aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 2 m auf einer 5-MN-Ringwalzmaschine sowie gewalzte symmetrische und asymmetrische Hohl- oder Vollscheiben zu bilden.

   In den letzten Jahren hat die Northwestern Polytechnical University die ACDR-Walztechnologie angewendet, um die Umformung großer Scheibenteile zu erforschen und zu erforschen. Die oben genannten neuen Geräte und Verfahren haben einen großen Einfluss auf die formlose Walztechnologie. Die Walztechnologie basiert auf der kontinuierlichen Bildung von "Punkten". Die Geschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit des Rollkopfs können eingestellt werden, und das Temperaturregelungssystem kann verwendet werden, um eine flexible Steuerung der Mikrostruktur aller Bereiche des Werkstücks zu erreichen, um das Ziel einer "doppelten Leistung" zu erreichen; Schmieden, Zonenschmieden, Walzen und andere Prozesse sind "Oberflächen- und Linienformen", die keine kleine lokale Strukturkontrolle erreichen können. Daher wurde ein mittelgroßer Geräteprototyp mit großer Steifigkeit und großer Last im Test hergestellt. Ein Prototyp eines Turbinenscheibenprodukts mit doppelter oder besserer Leistung wurde entwickelt, um die Machbarkeit und Weiterentwicklung der Technologie zu beweisen und damit ihren Industrialisierungspfad zu verwirklichen, der für die Verbesserung unseres Landes wichtig ist. Das Fertigungsniveau von Hochleistungsturbinenscheiben und die Behebung technologischer Engpässe sind von großer Bedeutung.