Análisis de progreso tecnológico e industrialización del laminado sin troquel de aleación de titanio.

Análisis de progreso tecnológico e industrialización del laminado sin troquel de aleación de titanio


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  La tecnología de laminación sin troquel tiene ventajas únicas en la formación de discos de turbina de doble rendimiento para motores y se utiliza ampliamente en el procesamiento y formación de discos grandes y complejos, como aleaciones de alta temperatura, aleaciones de titanio, aleaciones ligeras y aceros.

La tecnología y el equipo para la compactación con rodillo sin disco fueron inventados por primera vez por el Instituto de Superplasticidad Ufa de la Academia de Ciencias de Rusia en la década de 1990. Lo más destacado de la tecnología fue reemplazar las prensas a gran escala y ahorrar costos de moldes. En ese momento, se podrían formar discos de turbina de aleación de titanio de φ 800 mm. Y se ha utilizado en turbinas de gas; Una investigación posterior relacionada, financiada y apoyada por GE en los Estados Unidos, demostró que el dispositivo puede transformarse en un disco de turbina de aleación de titanio con formas complejas, distribución de microestructura y buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, debido a la confidencialidad de su tecnología, hasta ahora no se ha encontrado ningún informe de investigación sobre su proceso y equipo, y no se han visto resultados de investigación relevantes sobre la formación de discos de turbina de superaleaciones.

La Academia Nacional de Ciencias Mecánicas comenzó a rastrear esta tecnología en 2003 y el personal relacionado realizó una gran cantidad de trabajo de investigación básica. El equipo de Jin Quanlin finalmente desarrolló un prototipo de equipo de prueba rodante a pequeña escala en 2006, pero solo se pudo formar a temperatura ambiente en ese momento. Discos de plomo con un diámetro no superior a φ 280 mm. En 2009, el equipo llevó a cabo una transformación de control numérico del equipo original y agregó un sistema de calentamiento para realizar el perfilado de control numérico de los discos de aleación, y logró algunos resultados de diseño de procesos sobre cómo controlar la distribución de la microestructura.

En 2010, Jin Quanlin y otros utilizaron equipos de calentamiento por inducción de alta frecuencia con temperatura controlada para resolver el problema de la temperatura insuficiente. Para evitar interferencias con el cabezal de laminación, la bobina de inducción solo se puede revestir en ambos extremos del disco, formando así la zona de baja temperatura del núcleo y el borde del disco. El campo de temperatura desigual en la zona de alta temperatura. Para la aleación de titanio, la formación de la zona de doble fase (cristales finos de la fase α + β en el centro del disco y cristales gruesos de la fase β en el borde del disco) se forma para la aleación de titanio, que coincide con las especificaciones del disco de turbina de doble rendimiento. La propuesta de proceso de formación superplástica isotérmica se centró en las características del proceso de campo de temperatura no uniforme + formación de doble rendimiento,

   Pero al intentar laminar materiales de superaleación, el equipo mostró una capacidad insuficiente. Además, el método de conformado por laminación repetida por encima de la temperatura de forjado permitida carece de valor de investigación y es imposible llevar a cabo una investigación en profundidad sobre el mecanismo y el proceso de conformado por laminación de superaleaciones. Por lo tanto, la tecnología y los equipos de laminación sin molde domésticos actuales se encuentran todavía en la etapa de investigación básica.

Con el servicio continuo de grandes equipos como prensas de forja de 400 MN, 800 MN, prensas de extrusión vertical de 360 ​​MN y prensas de forja isotérmicas de 200 MN en mi país, el cuello de botella de tonelaje causado por la forja integral de aleaciones de titanio y aleaciones de alta temperatura se ha resuelto, como el diámetro de 2 en 2014 El disco de turbina de aleación de alta temperatura con un peso de 6 toneladas se ha desarrollado con éxito en la prensa de forja de matriz de 800 MN de China Second Heavy Machinery Group Corporation.

  En términos de reducción de la carga del equipo y conformado sin molde, Baosteel adoptó el método de forjado por zonas en una máquina de forjado rápido de 40 MN en 2005 para forjar un disco de turbina de gas GH2674 con un diámetro de 2 m;

   En 2008, Guizhou Anda utilizó rodillos cónicos de sección no rectangular para formar un disco de turbina de gas de acero inoxidable con un diámetro de 2 m en una máquina laminadora de anillos de 5 MN, y discos huecos o sólidos laminados simétricos y asimétricos;

   En los últimos años, la Universidad Politécnica de Northwestern ha aplicado la tecnología de laminación ACDR para explorar e investigar la formación de piezas de disco grandes. Los nuevos equipos y procesos mencionados anteriormente han tenido un gran impacto en la tecnología de laminación sin molde. La tecnología de laminación se basa en la formación continua de "puntos". La velocidad y la velocidad de alimentación del cabezal de laminación se pueden ajustar y el sistema de control de temperatura se puede utilizar para lograr un control flexible de la microestructura de todas las áreas de la pieza de trabajo, a fin de lograr el objetivo de "rendimiento dual"; La forja, la forja de zona, la laminación y otros procesos son formados de "superficie y línea", que no pueden lograr un pequeño control de estructuras locales. Por lo tanto, se produjo un prototipo de equipo de tamaño mediano con gran rigidez y gran carga, y se formó un prototipo de producto de disco de turbina con doble desempeño o mejor desempeño para probar la viabilidad y el avance de la tecnología, dando así cuenta de su camino de industrialización, que es importante para mejorar nuestro país. El nivel de fabricación de los discos de turbina de alto rendimiento y la resolución de los cuellos de botella tecnológicos son de gran importancia.