티타늄 합금의 열간 가공 및 냉간 가공

열간 가공과 냉간 가공의 두 가지 핵심 성형 방법티타늄 합금, 다양한 온도 메커니즘과 변형 원리를 기반으로 뚜렷하게 다른 공정 특성, 성능 이점 및 적용 시나리오를 나타냅니다.

 

 

열간 가공과 냉간 가공의 주요 차이점은 재결정 온도에 대한 가공 온도입니다. 이는 재료의 미세 구조와 특성을 직접적으로 결정합니다.

 

열간 작업: 재결정 온도 이상에서 실시하여 동적 재결정을 통해 가공경화를 없애고 성형이 용이합니다.

 

냉간 가공: 상온 이하에서 재결정온도 이하에서 진행되며 전위슬립에 의해 변형되고 가공경화는 뚜렷하며 동적재결정은 거의 발생하지 않습니다.

 

 

(I) 열간 작업

대형 -빌렛 성형을 실현하려면 주조 결함을 제거하고 미세 구조를 최적화하며 변형 저항을 줄이고 생산 효율성을 향상시키세요.-

 

일반적인 공정 및 특성

주요 공정: 열간 단조, 열간 압연, 열간 압출.

 

핵심관리점

환경: 티타늄 합금은 고온에서 산화 및 수소 취성이 발생하기 쉽습니다. 불활성 또는 진공 환경에서의 처리가 필요합니다.

온도 변화: 가열 온도, 유지 시간 및 냉각 속도를 엄격하게 제어하여 거친 입자, 불충분한 가소성 또는 과도한 내부 응력을 방지합니다.

 

기술적인 어려움

"온도, 환경 및 변형"을 조정하여 산화, 수소 취성, 열 축적 및 부품 결함 문제를 해결합니다.

 

(II) 냉간가공

치수 정확도를 정확하게 제어하려면 가공 경화를 통해 강도를 향상시키고 표면 품질을 최적화하고 소형-정밀 부품에 적응해야 합니다.

 

일반적인 공정 및 특성

냉간 압연: 판재의 두께를 최대 ±0.05mm의 공차로 미세화하여 치수정밀도를 향상시킵니다.

콜드 드로잉: 금형을 통해 드로잉하여 고정밀-티타늄 합금 와이어 및 바를 생산합니다.

콜드 로터리 스웨이징: 표면이 매끄럽고 정밀도가 높아 소규모-배치 특수-형 봉재에 적합하며, 입자를 미세화하여 강도를 향상시킬 수 있습니다.

 

핵심관리점

변형량: 재료 파손을 방지하기 위해 단일 패스 변형량이 15% 미만입니다.

중간 어닐링: 응력을 제거하고 가소성을 회복하기 위해 다중 패스 처리 사이에 650-700도에서 1~2시간 동안 어닐링이 필요합니다.

표면 보호: 공구의 표면조도를 엄격하게 관리합니다. 고정밀-제품은 긁힘을 방지하기 위해 후속 연마가 필요합니다.

 

기술적인 어려움

균열을 방지하기 위해 가공 경화로 인한 플라스틱 감소를 극복합니다. 특히 고강도 티타늄 합금의 경우 치수 및 잔류 응력을 정확하게 제어하여 강도와 가소성의 균형을 유지합니다.

 

 

(I) 미세구조의 차이

열간 작업: 고온에서 동적 재결정이 일어나 균일한 등축립을 형성하여 가공경화를 없애고 등방성을 향상시킵니다.

냉간 가공: 전위밀도가 축적되어 동적재결정이 발생하지 않음. 입자가 길어지고 정제되며 일부는 나노 크기의 입자와 선호 방향 질감을 형성하여 강도를 향상시킬 수 있습니다.

 

(II) 거시적 특성의 차이

기계적 성질: 열간 가공은 강도, 가소성 및 인성이 균형있게 조합되어 복잡한 응력 시나리오에 적합한 탁월한 종합 특성을 제공합니다. 냉간 가공은 강도, 경도 및 내마모성을 향상시키는 동시에 소성을 감소시켜 고강도, 고정밀-및 단일{2}}응력 시나리오에 적합합니다.

 

표면 품질: 열간가공 후 표면은 산화층이 형성되어 조도가 높아 후속처리가 필요함. 냉간가공 후 표면은 산화층이 없고 거칠기가 적으며 표면이 매끄럽고 복잡한 후속 처리가 필요하지 않습니다.

 

치수 정확도: 열간가공은 열팽창과 수축의 영향을 받아 정밀도가 낮고 공차가 크다. 냉간 가공은 온도가 안정적이고 정확도가 높으며 공차가 작아 정밀 부품 생산에 적합합니다.

 

 

1. 열간가공의 응용

항공우주: 날개 구조, 항공-엔진 터빈 디스크, 블레이드 등 열간 단조/등온 단조를 통해 복합 성형을 하여 균일한 미세 구조와 높은 강도 및 인성을 확보합니다.

 

해양공학: 프로펠러, 해양 플랫폼용 티타늄 합금 부품으로 해양 환경에 적응할 수 있도록 인성과 내식성을 향상시켰습니다.

 

기본 빌렛의 준비: 티타늄 합금 잉곳을 열간 단조, 열간 압연을 통해 판재, 봉재, 튜브재로 제작하여 후속 가공에 필요한 빌렛을 제공합니다.

 

2. 냉간가공의 응용

의료산업: 인공관절, 정형외과용 임플란트 등 냉간압연/냉간회전 스웨이징을 통해 정확성, 표면조도, 강도를 보장하여 생체적합성 요건을 충족합니다.

 

정밀기기: 정밀 기어, 센서 하우징 등이 높은-정밀 성형 및 매칭 안정성을 달성합니다.

 

고급-장비: 신에너지 및 지능형 장비용 정밀 부품으로 강도와 내마모성을 향상시키고 수명을 연장시킵니다.

 

3. 핫-콜드 시너지 처리

생산 과정에서 티타늄 합금은 일반적으로 성형을 위한 열간 가공과 특성 개선을 위한 냉간 가공을 통해 가공됩니다. Gr5 티타늄 합금 판을 예로 들면 다음과 같습니다.

 

• 고온에서 열간 압연하여-주조 결함으로 정련

 

• 두께 감소를 위한 냉간 압연, 가공 경화를 제거하기 위한 중간 어닐링

 

• 응력 완화를 위한 최종 진공 어닐링

 

이를 통해 항공우주 및 의료 응용 분야의 엄격한 요구 사항을 충족하는 고정밀, 고성능{0}}플레이트가 생산됩니다.

 

Ruihang Group은 주로 티타늄 및 티타늄 합금 제품을 생산합니다..자세한 내용은 이메일로 연락주세요: Sam.Rui@bjrh-titanium.com