模鍛是通過(guò)模具施力于加熱的毛坯，使之逐步充滿型槽，達(dá)到形狀和性能合格的鍛件的一種壓力加工方法。模鍛時(shí)，鍛件成形過(guò)程通常可分為鐓粗成形和擠壓成形兩種基本形式，如圖7-1所示。設(shè)計(jì)鍛件和制訂工藝時(shí)，應(yīng)該充分利用兩種成形方式的特點(diǎn)，以求創(chuàng)造最佳的變形條件，獲得滿意的成形效果。

模鍛通常是用來(lái)制造外形和尺寸接近成品，隨后只進(jìn)行熱處理和切削加工的最后毛坯。鍛造溫度和變形程度是決定合金組織、性能的基本因素。鈦合金的熱處理與鋼的熱處理不同，它對(duì)合金的組織不起決定作用。因此，鈦合金模鍛的最后工步的工藝規(guī)范具有特別重要的作用。
為了使鈦合金模鍛件能同時(shí)獲得較高的強(qiáng)度和塑性，必須使毛坯的整體變形量不低于30%,變形溫度不超過(guò)相變溫度，并且應(yīng)力求溫度和變形程度在整個(gè)變形毛坯中盡可能分布均勻。
鈦合金模鍛件組織和性能均勻性不及鋼鍛件。在金屬激烈流動(dòng)區(qū)，經(jīng)再結(jié)晶熱處理后，其低倍為模糊晶，高倍為等軸細(xì)晶；在難變形區(qū)，因變形量小或無(wú)變形，其組織往往保留變形前的狀態(tài)。因此在模鍛一些重要的鈦合金零件（如壓氣機(jī)盤、葉片等）時(shí)，除了控制變形溫度在TB(相變點(diǎn)）以下和控制適當(dāng)?shù)淖冃纬潭韧?，控制原毛坯的組織也是十分重要的，否則，粗晶組織或某些缺陷會(huì)遺傳到鍛件中，而且其后的熱處理又無(wú)法挽救這些缺陷，將導(dǎo)致鍛件報(bào)廢。
錘上模鍛外形復(fù)雜的鈦合金鍛件時(shí)，在熱效應(yīng)局部集中的急劇變形區(qū)域內(nèi)，即使嚴(yán)格控制加熱溫度，金屬的溫度可能還是會(huì)超過(guò)合金的相變點(diǎn)。例如，模鍛橫截面為工字形的鈦合金毛坯時(shí)，錘擊過(guò)重，因變形熱效應(yīng)的作用，中間（腹板區(qū)）部分的溫度比邊緣部分高約100℃.另外，在難變形區(qū)和具有臨界變形程度區(qū)域，在模鍛之后加熱過(guò)程中易形成塑性和持久強(qiáng)度都比較低的粗晶組織。所以錘上模鍛外形復(fù)雜的鍛件，其力學(xué)性能常常很不穩(wěn)定。
降低模鍛加熱溫度雖然可以消除毛坯產(chǎn)生局部過(guò)熱的危險(xiǎn)，但將導(dǎo)致變形抗力急劇提高，增加工具磨損和動(dòng)力消耗，還必須使用更大功率的設(shè)備。錘上模鍛時(shí)，采用多次輕擊方法也能夠減輕毛坯局部過(guò)熱。不過(guò)，這時(shí)必須增加加熱火次，以補(bǔ)償毛坯與較冷的模具接觸所損失的熱量。
模鍛形狀比較簡(jiǎn)單的鍛件，且對(duì)變形金屬的塑性和持久強(qiáng)度指標(biāo)要求又不太高時(shí)，以采用錘鍛為佳。但β合金不宜采用錘鍛，因?yàn)槟ｅ戇^(guò)程中的多次加熱會(huì)對(duì)力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。與鍛錘相比，壓力機(jī)（液壓機(jī)等）的工作速度大大降低，能減小合金的變形抗力和變形熱效應(yīng)。在液壓機(jī)上模鍛鈦合金時(shí)，毛坯的單位模鍛力比錘上模鍛約低30%,從而可提高模具的壽命。熱效應(yīng)的降低還有減小金屬過(guò)熱和溫升超過(guò)相變溫度的危險(xiǎn)。
用壓力機(jī)模鍛時(shí)，在單位壓力與鍛錘模鍛相同的條件下，可降低毛坯加熱溫度50~100℃.這樣，被加熱的金屬與周期氣體的相互作用，以及毛坯與模具之間的溫差也相應(yīng)地降低，從而提高變形的均勻性，模鍛件的組織均勻性也大大提高，力學(xué)性能一致性也隨之提高。降低變形速度，數(shù)值增長(zhǎng)最明顯的是斷面收縮率，斷面收縮率對(duì)過(guò)熱造成的組織缺陷最敏感。
鈦合金變形的特點(diǎn)是比鋼更難流入深而窄的模槽。這是因?yàn)殁伒淖冃慰沽Ω撸c工具的摩擦力較大以及毛坯的接觸表面冷卻太快。為改善鈦合金的流動(dòng)性和提高模具壽命，通常的做法是加大模鍛斜度和圓角半徑并使用潤(rùn)滑劑。鍛模上的毛邊橋部高度較鋼大，一般大2mm左右。
為了使型槽容易充滿，有時(shí)可采用橋部尺寸非均勻的毛邊槽來(lái)限制或加速金屬向型槽某部分的流動(dòng)。例如，一個(gè)長(zhǎng)方盒形鍛件（見(jiàn)圖7-2),前后側(cè)壁較薄，左右側(cè)壁較厚。當(dāng)在盒形件四周采

用B-B處所示的毛邊槽時(shí)，由于金屬流入左右側(cè)壁的阻力小，致使金屬向較薄的前后側(cè)壁流動(dòng)困難，充填不滿。后來(lái)，在前后側(cè)壁仍采用B-B所示毛邊槽，而左右側(cè)壁改用A-A處所示毛邊槽，由于橋部尺寸寬，加上阻尼溝的阻礙，使得前后較薄的側(cè)壁完全充滿，而且比采用前述毛邊槽方式節(jié)約金屬。
提高鈦合金流動(dòng)性、降低變形抗力最有效的辦法之一是提高模具的預(yù)熱溫度。國(guó)內(nèi)外近二三十年以來(lái)發(fā)展起來(lái)的等溫模鍛、熱模模鍛，為解決大型復(fù)雜的鈦合金精密鍛件的成形提供了可行的方法。這種方法已廣泛用于鈦合金鍛件生產(chǎn)。

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