Was man über das Schmieden von Titan wissen sollte

Unternehmen in vielen Branchen - darunter Luft- und Raumfahrt, Schiffbau und Militär/Verteidigung - verlassen sich auf das Schmieden von Titan für verschiedene industrielle und produktionsbezogene Zwecke. Die hohe Nachfrage nach dem Metall ist in erster Linie auf das bemerkenswerte Verhältnis von Festigkeit zu Dichte von geschmiedeten Titanlegierungen und die bedeutenden antikorrosiven Eigenschaften des Metalls zurückzuführen.

Beide Eigenschaften führen zu einem haltbaren und zuverlässigen Material, das zu Lande, in der Luft und sogar unter Wasser eingesetzt werden kann - was die Vielseitigkeit von Titanlegierungen unterstreicht. Geschmiedetes Titan ist vorteilhaft, weil es die Herstellung von Präzisionsteilen in kundenspezifischen Abmessungen für spezielle Anwendungen ermöglicht, die die Stärke und Vielseitigkeit von Titan erfordern.

Hier finden Sie einen kurzen Überblick über einige Verfahren zum Schmieden von Titanlegierungen, einschließlich der Auswirkungen unterschiedlicher Schmiedetemperaturen auf das Endprodukt.

Das Titan-Schmiedeverfahren

Beim Titanschmieden handelt es sich um eine Reihe spezialisierter Fertigungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Titanlegierungen. Welches Verfahren letztendlich zum Einsatz kommt, hängt von den metallurgischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials sowie von der spezifischen Struktur ab, die der Schmied herstellen möchte. Zu den Verfahren gehören unter anderem:

• Freiformschmieden - Der Titanrohling wird im Hohlraum zwischen zwei Formen verformt und in Form gepresst. Diese Formen schließen das Material nicht vollständig ein, sondern lassen einen schmalen Spalt, durch den überschüssiges Material herausfließen kann. In der Kavität wird das Titan wiederholt gestanzt, bis die gewünschte Form erreicht ist.
• Gesenkschmieden - Bei diesem Verfahren wird ein erhitzter Titanrohling durch Kompression unter hohem Druck geformt. Der Rohling wird entweder ganz oder teilweise von den Gesenken bedeckt, die sich von oben nach unten aufeinander zu bewegen, um die gewünschte Form zu erreichen.
• Freies Schmieden - Kleine und/oder einfache Aufträge können durch freies Schmieden ausgeführt werden, ein Titanschmiedeverfahren, das zwischen zwei flachen Gesenken ohne inneren Hohlraum durchgeführt wird. Es ist ein relativ kostengünstiges und flexibles Verfahren, das jedoch aufgrund des hohen Arbeitsaufwands nicht die gängigste Methode zum Schmieden großer Mengen an Titanmetall ist.
• Isothermes Schmieden - Ein Verfahren, bei dem das Ausgangsmaterial und das Gesenk auf eine gleichmäßige und streng kontrollierte Temperatur erhitzt werden, um hohe Verformungsraten bei minimalem Druck zu erreichen.

Andere Arten des Schmiedens von Titanlegierungen, wie z. B. das Gesenkschmieden in mehreren Richtungen, das Strangpressen, das Teilgesenkschmieden und das Walzringschmieden, beruhen auf ähnlich einzigartigen Ausrichtungen von Hitze, Druck und Werkzeug, um die gewünschten Formen zu erreichen.

Das Schmieden von Titanlegierungen bietet eine Reihe von Vorteilen, darunter:

• Hohe Festigkeit
• Korrosionsbeständigkeit
• Hitzebeständigkeit
• Biokompatibilität
• Schweißeignung

Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl verschiedener Titanlegierungen, die je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung im Schmiedeprozess verwendet werden. Achten Sie bei der Suche nach Unternehmen, die Titan schmieden, darauf, dass das Unternehmen, mit dem Sie zusammenarbeiten möchten, Titan nach den von Ihnen benötigten Spezifikationen schmieden kann.

Zu den gängigsten Sorten gehören:

• 6-4: Titan 6-4 ist eine der am häufigsten verwendeten Titanlegierungen in der Schmiedeindustrie und wird vor allem für Bauteile in der Luft- und Raumfahrt verwendet.
• 6-2-4-2: 6-2-4-2-Titan wird wegen seiner hervorragenden Kriechbeständigkeit und Festigkeit bei hohen Temperaturen geschätzt und wird in Bauteilen verwendet, die hohen Temperaturen und Belastungen ausgesetzt sind.
• 6-2-4-6: Ähnlich wie 6-2-4-2-Titan, jedoch mit verbesserter Zähigkeit und Duktilität.
• 3-2.5: Die Legierung 3-2.5 ist für ihre außergewöhnliche Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt und wird häufig in der medizinischen Industrie für Implantate verwendet.

Kurz gesagt: Beim Titanschmieden wird je nach den Anforderungen der Anwendung der geeignete Titanlegierungsgrad ausgewählt und der Knüppel dann einer Reihe von Schmiedeverfahren unterzogen, um hochfeste, korrosions- und hitzebeständige Bauteile herzustellen, die je nach gewählter Legierung zahlreiche Vorteile für eine Vielzahl von Branchen bieten.

Auswirkungen der Schmiedetemperatur

Kann man Titan bei jeder Temperatur schmieden? Technisch gesehen ja, aber die verwendete Temperatur muss für das Verfahren und das Werkstück geeignet sein.

Das Warmschmieden ist gebräuchlicher als das Kaltschmieden, obwohl letzteres billiger und umweltfreundlicher sein kann. Niedrigere Temperaturen (unter 1650 Grad Fahrenheit) sind nur für unlegiertes Titan geeignet, während höhere Temperaturen eine Voraussetzung für legiertes Titan sind.

Beim Schmieden ist nicht nur die Temperatur des Titans selbst entscheidend. Auch die Temperatur der Matrizen muss kontrolliert werden, da ein übermäßiger Wärmeverlust oder Wärmeschwankungen zu fehlerhaften Teilen führen.

Die Bedeutung der Temperatur beim Schmieden von Titan hängt in erster Linie mit den Strukturelementen des Metalls bei verschiedenen Wärmestufen zusammen. Durch das Schmieden mit den richtigen Wärmestufen des Ausgangsmaterials und der Werkzeuge kann der Schmied ein robusteres und zuverlässigeres Endprodukt herstellen - eines, das strukturell für die jeweilige Aufgabe geeignet ist.

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