¿Cómo mejorar la calidad de la superficie de las barras de aleación de titanio Gr5?

Gr5 (Ti‑6Al‑4V) es una aleación de titanio de fase dual que presenta alta resistencia, peso ligero, buena resistencia a la corrosión y excelente resistencia a la fatiga. Al ser la aleación de titanio más utilizada en la industria, se aplica a sujetadores aeroespaciales, dispositivos médicos y componentes mecánicos de precisión. Nos especializamos enBarras de aleación de titanio Gr5para sus proyectos de aplicaciones críticas.

 

 

1.Rasguños y abrasiones superficiales.

Estos defectos, generados al girar, rectificar y manipular colisiones, forman micromuescas y agravan la concentración de tensiones locales, que son defectos que ocurren con frecuencia.

 

2. Hoyos y poros superficiales

Originario de procesos de fundición y laminación. Un vacío insuficiente durante la fundición produce poros; El desgaste de los rodillos y la temperatura anormal de rodamiento provocan picaduras e imperfecciones. Los poros se expanden y conectan bajo extrusión en frío para formar grietas macroscópicas.

 

3.Incrustaciones superficiales y capas contaminadas.

La aleación de titanio tiene una alta actividad química y tiende a formar capas endurecidas frágiles enriquecidas con oxígeno con poca plasticidad durante el procesamiento a alta temperatura. Los contaminantes externos, como el aceite y las virutas de hierro, provocan una falta de homogeneidad en la composición y provocan fácilmente delaminación y grietas en la partida en frío.

 

4.Microgrietas superficiales y grietas plegables.

Causado por parámetros de rodadura inadecuados. Estos pequeños defectos son propensos a pasar desapercibidos. Se propagan rápidamente en el descabezado en frío y provocan directamente el rechazo de piezas, lo que supone el mayor peligro.

 

 

1.Iniciación inicial de grieta por concentración de tensión.

Los defectos superficiales como rayones y picaduras provocan la concentración de tensiones. Debido al fuerte efecto de endurecimiento por trabajo del Gr5, la tensión en los sitios de defecto excede fácilmente el límite. La capa superficial endurecida enriquecida con oxígeno tiene baja deformabilidad y se agrieta preferentemente para convertirse en fuentes de grietas.

 

2.Propagación de grietas impulsada por un flujo de metal inestable

En el cabezal en frío, las diferencias en plasticidad y resistencia a la deformación entre las regiones defectuosas y la matriz perturban el flujo del metal, lo que induce esfuerzos cortantes y esfuerzos de tracción adicionales. Las microfisuras evolucionan hasta convertirse en grietas macroscópicas y piezas de desecho. Un mayor grado de deformación acelera la propagación de grietas.

 

3.Fractura inducida por endurecimiento por trabajo local.

Gr5 exhibe un notable endurecimiento por trabajo a temperatura ambiente; su dureza aumenta y su plasticidad disminuye después del tratamiento en frío. Los defectos superficiales causan deformaciones no uniformes. Las zonas de los defectos se endurecen y se vuelven quebradizos mucho más rápido que la matriz. La fractura ocurre una vez que la deformación excede el límite plástico.

 

 

1.Control de laminación y tratamiento térmico.

Adopte un rodamiento uniforme segmentado. Restrinja las temperaturas de reducción de una sola pasada, así como de laminado y acabado de laminado para evitar pliegues y microfisuras y garantizar la microestructura y la calidad de la superficie. Aplique recocido al vacío para suprimir las capas frágiles enriquecidas con oxígeno, refinar los granos y mejorar la plasticidad. Retire los extremos de las barras defectuosos después del recocido.

 

2.Optimización del proceso de acabado.

Gr5 tiene baja conductividad térmica, fuerte tendencia al endurecimiento por trabajo y desgaste severo de la herramienta. Adopte herramientas de carburo cementado recubiertas de AlTiN. Establezca la velocidad de corte en 30‑60 m/min y la velocidad de avance en 0,1‑0,25 mm/rev. Realice cortes de varias pasadas con una profundidad de corte pequeña para evitar daños en la superficie debido al calor de corte. Realice un esmerilado y pulido fino posterior para lograr una rugosidad de la superficie Ra menor o igual a 0,8 μm y eliminar rayones y picaduras.

 

3.Tratamiento de superficies y protección entre almacenamiento y transporte.

Realizar desengrase ultrasónico y pasivación ácida después del acabado. Elimine los contaminantes del aceite, las virutas de hierro y las incrustaciones de acuerdo con la norma ASTM F86 para formar una película densa de óxido. Empaque y selle los productos por separado durante el almacenamiento y transporte para evitar daños secundarios a la superficie por colisión y fricción.

 

4.Inspección de superficies multidimensionales

Realizar una inspección visual en busca de defectos macroscópicos; implementar pruebas ultrasónicas y de partículas magnéticas para detectar microfisuras y defectos del subsuelo; medir la rugosidad de la superficie. No se utilizarán barras con defectos para el embutición en frío. Realice un examen metalográfico de muestreo para verificar la ausencia de capas endurecidas enriquecidas con oxígeno y una estructura de grano calificada.

 

 

Ruihang se especializó en I+D, producción y venta de barras y placas de titanio de grado 5 durante más de 13 años. Para obtener más detalles, no dude en contactarnos por correo electrónico:Sam.Rui@bjrh-titanium.com