티타늄 합금 다이리스 압연의 기술 발전 및 산업화 분석

Titanium Alloy Dieless Rolling의 기술 발전 및 산업화 분석


  다이리스 롤링 기술은 엔진 용 이중 성능 터빈 디스크를 형성하는 데 고유 한 장점을 가지고 있으며 고온 합금, 티타늄 합금, 경합금 및 강철과 같은 크고 복잡한 디스크의 가공 및 성형에 널리 사용됩니다.

디스크없는 롤링 압축을위한 기술과 장비는 1990 년대에 러시아 과학 아카데미의 Ufa 초 소성 연구소에서 처음 발명했습니다. 이 기술의 하이라이트는 대규모 프레스를 교체하고 금형 비용을 절감하는 것이 었습니다. 이때 φ800mm 티타늄 합금 터빈 디스크를 만들 수있었습니다. 그리고 가스 터빈에 사용되었습니다. 이후 미국에서 GE가 자금을 지원하고 지원하는 관련 연구는 장치가 복잡한 모양, 미세 구조 분포 및 우수한 기계적 특성을 가진 티타늄 합금 터빈 디스크로 형성 될 수 있음을 입증했습니다. 그러나 기술의 기밀성으로 인해 지금까지 공정 및 장비에 대한 연구 보고서가 발견되지 않았으며 초합금 터빈 디스크 형성에 대한 관련 연구 결과도 발견되지 않았습니다.

국립 기계 과학 아카데미는 2003 년부터이 기술을 추적하기 시작했으며 관련 인력이 많은 기초 연구 작업을 수행했습니다. Jin Quanlin 팀은 마침내 2006 년에 소규모 롤링 테스트 장비 프로토 타입을 개발했지만 당시에는 실온에서만 형성 할 수있었습니다. 직경이 φ280mm 이하인 리드 디스크. 2009 년에 팀은 원래 장비의 수치 제어 변환을 수행하고 가열 시스템을 추가하여 합금 디스크의 수치 제어 롤 형성을 실현하고 미세 구조 분포 제어 방법에 대한 일부 공정 설계 결과를 달성했습니다.

2010 년에 진취 안린 등은 온도 조절 식 고주파 유도 가열 장비를 사용하여 불충분 한 고온 문제를 해결했습니다. 롤링 헤드와의 간섭을 피하기 위해 유도 코일은 디스크의 양쪽 끝에서만 슬 리빙 될 수 있으므로 코어 저온 영역과 디스크 에지를 형성합니다. 고온 영역의 고르지 않은 온도 필드. 티타늄 합금의 경우, 일치하는 티타늄 합금에 대해 이중상 영역 (디스크 중앙의 α + β상의 미세 결정과 디스크 가장자리의 β상의 거친 결정)이 형성됩니다. 이중 성능 터빈 디스크의 사양으로. 공정 등온 초 소성 성형의 제안은 불균일 온도 장 + 이중 성능 성형의 공정 특성으로 바뀌었고,

   그러나 초합금 재료를 굴 리려고 할 때 장비의 용량이 부족했습니다. 또한, 허용 단조 온도 이상에서 반복 압연 성형하는 방법은 연구 가치가 부족하여 초합금 압연 성형의 메커니즘과 공정에 대한 심도있는 연구가 불가능합니다. 따라서 현재 국내 무형 압연 기술 및 장비는 여전히 기초 연구 단계에 있습니다.

우리나라에서 400 MN, 800 MN 다이 단조 프레스, 360 MN 수직 압출 프레스, 200 MN 등온 단조 프레스와 같은 대형 장비의 지속적인 서비스로 인해 티타늄 합금과 고온 합금의 통합 단조로 인한 톤수 병목 현상이 발생했습니다. 2014 년에 직경 2의 문제가 해결되었습니다. 무게 6 톤의 고온 합금 터빈 디스크는 China Second Heavy Machinery Group Corporation의 800 MN 다이 단조 프레스에서 성공적으로 개발되었습니다.

  장비 부하 감소 및 몰드없는 성형 측면에서 Baosteel은 2005 년 40MN 고속 단조 기계에서 구역 단조 방법을 채택하여 직경 2m의 GH2674 가스 터빈 디스크를 단조했습니다.

   2008 년에 Guizhou Anda는 비 직사각형 단면 테이퍼 롤러를 사용하여 5MN 링 롤링 기계에서 직경 2m의 스테인리스 강 가스 터빈 디스크와 롤링 된 대칭 및 비대칭 중공 또는 솔리드 디스크를 형성했습니다.

   최근 몇 년 동안 Northwestern Polytechnical University는 대형 디스크 부품의 형성을 탐구하고 연구하기 위해 ACDR 롤링 기술을 적용했습니다. 위의 새로운 장비와 공정은 몰드리스 압연 기술에 큰 영향을 미쳤습니다. 롤링 기술은 "포인트"의 연속적인 형성을 기반으로합니다. 롤링 헤드의 속도 및 이송 속도를 조정할 수 있으며 온도 제어 시스템을 사용하여 공작물의 모든 영역의 미세 구조를 유연하게 제어하여 "이중 성능"이라는 목표를 달성 할 수 있습니다. 단조, 구역 단조, 압연 및 기타 공정은 "표면 및 라인"성형이므로 작은 국소 구조 제어를 달성 할 수 없습니다. 따라서 강성이 크고 하중이 큰 중형 장비 시제품을 시제품으로 제작하여 기술의 타당성과 선진 성을 증명하기 위해 이중 성능 이상의 터빈 디스크 프로토 타입 제품을 구성하여 우리나라 발전에 중요한 산업화 경로를 실현하였습니다. 고성능 터빈 디스크의 제조 수준과 기술적 병목 현상의 해결은 매우 중요합니다.