9 Изостатическое прессование

Важное влияние на свойства и условия применения литых титановых деталей оказало горячее изостатическое прессование (ГИП). Этот процесс разносторонне воздействует на отливку : залечиваются внутренние дефекты, стабилизируется статическая прочность, повышается пластичность сплава, резко возрастает усталостная прочность. В результате течения пластичного металла в отливке при определенной интенсивности пористости появляется система деформированных частиц, пронизывающих литую матрицу, т.е. образуется своеобразный композит, который обладает особенно высокими усталостными свойствами.

ГИП в единстве с технологией литья – это мощное средство превращения

отливки в заготовку нового класса, фактически универсальную, не уступающую деформированной. При этом для получения исходной пористости 2-5% может быть существенно упрощена литейная технология. Открывается также широкая возможность использования деформируемых сплавов, имеющих в литом состоянии интенсивную микропористость. В результате литья, газостатирования и термической обработки деформированные титановые сплавы приобретают высокие свойства.

10 Изотермическая штамповка

В последние годы процесс горячей изотермической штамповки находят все большее применение при изготовлении точных штампованных заготовок из титановых сплавов, как правило, для производства сложноконтурных деталей, которые имеют широкие полотна, высокие, тонкие ребра при повышенных требованиях к структуре, механическим свойствам, определяющим курс и эксплутационную надежность изделия. К таким деталям относятся лопатки, наиболее массовые и ответственные элементы современных двигателей. Традиционные способы горячей штамповки в холодном или подогретом до невысоких температур инструменте, проводимые на кривошипных или винтовых прессах со сравнительно высоким (до 1,5 м/с ) скоростями, характеризуются высокими удельными усилиями деформирования, пониженной технологической пластичностью, заметной неоднородностью структуры и механических свойств по сечению детали и низким качеством поверхности, что, как правило, приводит к значительным припускам на механическую обработку.

Перечисленными требованиями наиболее полно удовлетворяют процессы, основанные на изотермических условиях деформирования, проводимые на гидравлических прессах со сравнительно небольшими (до 20 мм/с) скоростями деформирования, при которых обеспечивается стабильность важнейшего элемента технологии горячей обработки давлением - температуры деформации. Благодаря стабильности температуры обрабатываемой заготовки на всем технологическом цикле штамповки в каждом конкретном случае можно назначать оптимальный термомеханический режим обработки, то есть наиболее выгодное сочетание температуры, скорости и величины деформации, чем достигается резкое снижение усилия деформации при штамповке деталей малых толщин, повышение пластичности материала и степени однородности деформации, возможность активно влиять на механические свойства изделия.

Процессы изотермического деформирования отличаются от обычных традиционных способов горячей штамповки тем, что формоизменение нагретой заготовки осуществляют в инструменте, нагретом до температуры деформации. Термин “ изотермическое деформирование “, получивший распространение в нашей стране и за рубежом, отражает условия процесса, а не температуру штампуемого металла, которая при деформировании может повышаться вследствие теплового эффекта пластической деформации. Однако охлаждение заготовки в процессе ее деформирования практически исключается . В настоящее время горячее деформирование в изотермических условиях эффективно применяют на различных стадиях производства заготовок лопаток, включающих предварительное перераспределение металла исходной цилиндрической заготовки, штамповку и правку- калибровку. Освоенная в настоящее время в отрасли технология точной изотермической штамповки заготовок компрессорных лопаток обеспечивает снижение припуска на механическую обработку профиля пера в 4-5 раз по сравнению с обычными методами штамповки на молотах и кривошипных горячештамповочных прессах.

Изотермическое формообразование заготовок деталей (ГТД) находит

все большее распространение благодаря ряду преимуществ. Оно обеспечивает высокие эксплуатационные свойства получаемых деталей, заготовки по форме приближаются к готовым изделиям. Пластическому формообразованию по данному методу можно подвергнуть любые труднообрабатываемые материалы. В настоящее время освоены и внедрены в серийное производство технологические процессы точной изотермической штамповки заготовок компрессорных лопаток практически из всех промышленных титановых сплавов (ВТ-1; ВТ-9; ВТ-18; ВТ-20 и др.).