O que saber sobre o forjamento de titânio
As empresas de muitas indústrias - incluindo a aeroespacial, a construção naval e a militar/de defesa - confiam no forjamento de titânio para várias utilizações industriais e baseadas na produção. A elevada procura do metal deve-se principalmente à notável relação resistência-densidade das ligas de titânio forjadas e às significativas propriedades anti-corrosivas do metal.
Ambas as características resultam num material durável e fiável que pode funcionar bem em terra, no ar e mesmo debaixo do mar - o que ilustra a versatilidade das ligas de titânio. O titânio forjado é benéfico porque permite obter peças de precisão em dimensões personalizadas para aplicações especializadas que exigem a resistência e a versatilidade do titânio.
Aqui está uma rápida visão geral de alguns processos utilizados para forjar ligas de titânio, incluindo o impacto de diferentes temperaturas de forjamento no produto final.
O Processo de forjamento de titânio
A forja de titânio é um conjunto de processos de fabrico especializados utilizados para criar componentes a partir de ligas de titânio. O processo utilizado depende das propriedades metalúrgicas do material de partida, bem como da estrutura específica que o forjador pretende criar. Alguns dos processos incluem:
- Forjamento de matriz aberta - O material de titânio em branco é deformado e pressionado na cavidade entre dois moldes. Estes moldes não encapsulam completamente o material, mas fornecem um espaço estreito através do qual o excesso de material pode fluir para fora. Quando na cavidade, o titânio é repetidamente estampado até se obter a forma pretendida.
- Forjamento com matriz fechada - Também conhecido como forjamento com matriz de impressão, este método utiliza a compressão sob alta pressão para moldar uma peça bruta de titânio aquecida. A peça em bruto é coberta total ou parcialmente pelas matrizes, que se movem uma em direção à outra de cima para baixo para obter a forma pretendida.
- Forjamento livre - Encomendas pequenas e/ou simples podem ser realizadas com forjamento livre, um método de forjamento de titânio que é efectuado entre duas matrizes planas sem uma cavidade interior. É um método relativamente barato e flexível, mas devido aos elevados requisitos de mão de obra, não é a forma mais comum de forjar grandes quantidades de titânio metálico.
- Forjamento isotérmico - Um processo pelo qual o material de partida e a matriz são aquecidos a uma temperatura igual e altamente controlada para atingir altas taxas de deformação com pressão mínima.
Outros tipos de forjamento de ligas de titânio, como o forjamento com matriz multidirecional, o forjamento com matriz de extrusão, o forjamento com matriz parcial e o forjamento com anel laminado, baseiam-se em alinhamentos únicos semelhantes de calor, pressão e matriz utilizados para obter as formas desejadas.
O forjamento de ligas de titânio tem uma série de vantagens, incluindo:
- Alta resistência
- Resistência à corrosão
- Resistência ao calor
- Biocompatibilidade
- Soldabilidade
Além disso, há uma variedade de diferentes graus de ligas de titânio que são utilizadas no processo de forjamento, dependendo dos requisitos específicos da aplicação. Ao procurar empresas de forjamento de titânio, certifique-se de que a empresa com a qual está interessado em trabalhar pode forjar titânio de acordo com as especificações de que necessita.
Alguns dos graus mais comuns incluem:
- 6-4: Uma das ligas de titânio mais utilizadas no forjamento, o titânio 6-4 é particularmente popular nos componentes aeroespaciais.
- 6-2-4-2: Apreciado pela sua excelente resistência à fluência e força a temperaturas elevadas, o titânio 6-2-4-2 é utilizado em componentes onde estão presentes calor e tensão elevados.
- 6-2-4-6: Semelhante ao titânio 6-2-4-2, mas com melhor tenacidade e ductilidade.
- 3-2.5: Conhecida pela sua excecional soldabilidade e resistência à corrosão, a liga 3-2.5 é frequentemente utilizada na indústria médica para implantes.
Em suma, o forjamento de titânio envolve a seleção do grau de liga de titânio adequado com base nos requisitos da aplicação e, em seguida, submeter o tarugo a uma série de processos de forjamento para criar componentes de alta resistência, resistentes à corrosão e ao calor que possuem inúmeros benefícios para uma variedade de indústrias, dependendo da liga escolhida.
Efeitos da temperatura de forjamento
É possível forjar titânio a qualquer temperatura? Tecnicamente, sim; no entanto, a temperatura utilizada deve ser a correcta para o processo e para a peça.
O forjamento a quente é mais comum do que o forjamento a frio, embora este último possa ser mais barato e mais amigo do ambiente. Nomeadamente, as temperaturas mais baixas (inferiores a 1650 graus Fahrenheit) só são adequadas para o titânio não ligado, enquanto as temperaturas mais elevadas são um requisito para o titânio ligado.
Não é apenas a temperatura do titânio que é essencial durante o forjamento. A temperatura das matrizes também deve ser controlada, uma vez que a perda excessiva de calor ou as variações de calor conduzem a peças defeituosas.
A importância da temperatura no processo de forjamento de titânio está principalmente relacionada com os elementos estruturais do metal em vários níveis de calor. Ao forjar com os níveis de calor correctos do material inicial e das matrizes, o forjador pode criar um produto final mais robusto e fiável - um produto estruturalmente adequado para o trabalho em questão.
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