Durchbruch bei TC4: Neue Technologie hilft
Um das Problem des Drahtziehens aus TC4-Titanlegierungen zu lösen, sind diese neuen Technologien zu leistungsstark!Titanlegierungen werden aufgrund ihrer hervorragenden Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und anderer Eigenschaften in High-End-Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt sehr bevorzugt. Allerdings stößt TC4-Titanlegierungsdraht als wichtiges Titanlegierungsprodukt bei der Kaltziehverarbeitung auf viele „Hürden“. Aber Forscher haben kontinuierlich geforscht und Innovationen hervorgebracht und verschiedene bahnbrechende Technologien entwickelt. Werfen wir einen Blick darauf
Das „alte und schwierige“ Problem des Drahtziehens aus TC4-Titanlegierungen
Beim Kaltziehen von TC4-Titanlegierungsdrähten gibt es neben dem Problem des Anhaftens von Schimmel zwei Hauptprobleme, die seine Entwicklung einschränken:
1. Die kontinuierliche Kaltziehdehnungsvariable des bestehenden Prozesses ist im Allgemeinen klein und es ist schwierig, einige Anforderungen an hohe-Präzision und hohe-Leistung zu erfüllen.
2. Eine Glühbehandlung bei mittlerer und hoher Temperatur zur Wiederherstellung der Ziehplastizität beseitigt den Kaltverfestigungseffekt, was zu einem Festigkeitsverlust des Drahtes führt und seine Leistung bei hochfesten Anwendungen beeinträchtigt. Innovative Technologie löst Probleme, jedes mit seinen eigenen Tricks
Angesichts dieser Herausforderungen haben wissenschaftliche Forschungsteams im In- und Ausland eine Reihe neuer Technologien auf den Markt gebracht:
(1) Kaltziehen mit gepulstem Strom (EPT): eine neue Idee der Präzisionsumformung bei niedrigen Temperaturen
Zhou Yan et al. von der Technischen Universität Dalian verwendete die Methode des Kaltziehens einer TC4-Titanlegierung mit gepulstem Strom, um durch gepulsten Strom einen „magischen Effekt“ auszuüben, der hochenergetische Kegel unterdrückt. Nach der EPT-Behandlung verringerte sich zwar die Zugfestigkeit der Probe um 42 MPa, die Dehnung wurde jedoch deutlich verbessert. Diese Entdeckung eröffnet nicht nur einen neuen Weg für die Präzisionsformung der TC4-Titanlegierung bei niedrigen Temperaturen, sondern reduziert auch den Energieverbrauch und die Oxidationsrisiken bei hohen Temperaturen, wodurch das Anwendungspotenzial in der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen weiter erweitert wird.
(2) Abgestuftes Formlayout (ADD): um eine große Dehnung zu erreichen und gleichzeitig Festigkeit und Plastizität auszugleichen
J. Kawalko und Kollegen von der AGH University of Technology in Polen verfolgten einen anderen Ansatz und verwendeten eine ADD-Methode (Advanced Die Layout), um TC4-Legierungsdraht zu ziehen. Dieser Prozess erreichte erfolgreich eine große Dehnung (ε=0.51) durch die Einführung multi-direktionaler Dehnungspfade.
Der AAD-Prozess kann Körner deutlich verfeinern (von 2,68 μm bis 2,01 μm) und so die Entwicklung prismatischer und konischer Oberflächen fördern.
(3) Technologie zum Ziehen fester Matrizen: Herstellung von Drähten mit extrem hoher Festigkeit
Das Team der Southeast University verfolgte einen „verfeinerten Ansatz“, indem es eine einfache Ziehtechnik mit fester-Matrize einsetzte und erfolgreich eine Technologie zur Herstellung von ultra-hochfestem-Draht aus TC4-Titanlegierung durch präzise Steuerung der Parameter des Kaltziehprozesses und des Wärmebehandlungsprozesses entwickelte.
Der mit dieser Technologie hergestellte TC4-Titanlegierungsdraht weist eine Zugfestigkeit von über 1400 MPa und eine gleichmäßige Dehnung von über 3 % auf, was ziemlich beeindruckend ist.Auch bei Titanlegierungen gibt es diese anderen „rücksichtslosen“ Verformungsmethoden.
Neben der Kaltziehverformung verfügen Titanlegierungen über viele andere leistungsstarke Verformungsmethoden, die sich durch eine Verbesserung der Leistung auszeichnen:
(1) Gleichwinklige Extrusion (ECAP):Ata Radnia et al. verwendeten gleichwinklig extrudiertes Strangpressen (ECAP), um die Ti-6Al-4V-Legierung in zwei Durchgängen bei 540 Grad zu verformen, gefolgt von einem Glühen bei 340 Grad/1 Stunde. Die Ergebnisse zeigten, dass ECAP+-Glühen die Korngröße von 970 nm auf 550 nm verfeinerte, die mechanischen Eigenschaften deutlich verbesserte, die Streckgrenze um 15–25 % erhöhte (erreicht 1084 MPa), die Druckfestigkeit auf 1843 MPa erhöhte und die Zähigkeit um 39 % verbesserte.
(2)Multi-direktionales Schmieden (MF):Zherebtsov et al. Hergestellt aus ultrafeinem -körnigem Ti-6Al-4V durch multidirektionales Schmieden und Warmwalzen. Unter den Bedingungen von 550 Grad und 2×10⁻⁴s⁻¹ zeigte die Legierung eine ausgezeichnete Tieftemperatur-Superplastizität und die Dehnung erreichte 1000 %. Unter ihnen wandelte sich die Phase von einer dreiteiligen Korngrenze in eine kontinuierliche Netzwerkstruktur um, was den Korngrenzenschlupf förderte und die dynamische Vergröberungsrate 100-mal schneller machte als die statische Rate.
(3) Plastische Verformungstechnologie basierend auf maschineller Bearbeitung:M. Ravi Shankar et al. nutzte diese Technologie, um eine intensive plastische Verformung (SPD) bei nahezu{{2}Raumtemperatur an reinem Titan durchzuführen und so erfolgreich eine ultrafein{3}}körnige Struktur herzustellen. Durch Steuerung des Werkzeugspanwinkels (+20 Grad und -20 Grad) zur Regulierung der Spannung wurden gleichachsige Körner von etwa 100 nm im Spanbereich erhalten und die Härte wurde deutlich auf 230-247 HV verbessert (das ursprüngliche Material betrug 144 HV). Im Vergleich zur Hochtemperatur-Winkelextrusion mit gleichem Durchmesser (ECAP) kann die Verformung bei Raumtemperatur die Versetzungsvernichtung unterdrücken, was zu feineren Körnern und besseren mechanischen Eigenschaften führt.
Titanlegierungen werden häufig in der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen verwendet, doch der Kaltziehprozess von TC4-Titanlegierungsdrähten steht vor Herausforderungen wie der Schwierigkeit des Ziehens unter großer-Dehnung und dem Festigkeitsverlust, der durch das Glühen bei mittleren- und hohen-Temperaturen verursacht wird. Baoji Mingjie, ein führendes Unternehmen für die Verarbeitung von Titanlegierungen in China, hat diese Herausforderungen dank seiner starken Forschungs- und Entwicklungskapazitäten erfolgreich gemeistert.
Baoji Mingjie nutzt die EPT-Technologie (Pulsed Current Cold Drawing), um die Dehnung zu verbessern und den Energieverbrauch zu senken. nutzt die Step-Die-Layout-Technologie (ADD), um eine hohe Dehnung zu erreichen und die Korngröße zu verfeinern; und nutzt die Technologie des Feststanzenziehens, um ultra-hochfeste-Drähte zu entwickeln. Diese innovativen Technologien verdeutlichen die herausragenden Vorteile von Baoji Mingjie im Bereich der Titanverarbeitung: starke Forschungs- und Entwicklungskapazitäten, umfangreiche praktische Erfahrung, strenge Qualitätskontrolle und breite Produktanwendungen. Auch in Zukunft wird Baoji Mingjie weiterhin innovativ sein und seinen Kunden noch bessere Produkte und Dienstleistungen bieten.
Wenn Sie Interesse an Titanprodukten haben, können Sie uns gerne jederzeit kontaktieren oder uns besuchen. Wir helfen Ihnen gerne weiter!
aggieliu@major-ti.com
Tel.: ＋86 15209172206
www.major-ti.com
Wechat: 15209172206 aggieliu166
