Когда ищешь производителей поковок цветных металлов, сразу натыкаешься на парадокс — половина поставщиков путает литьё с ковкой. Особенно заметно это с алюминиевыми сплавами, где разница в структуре материала после деформации даёт совершенно другие механические характеристики.
Вот с медными сплавами, например, часто перегревают заготовку — кажется, что раз цветной металл, значит плавится легко. На деле перегрев выше 800°C для бронзы БрАЖ ведёт к выгоранию олова. Сам видел, как на одном производстве пытались экономить на термопарах, в итоге партия поковок пошла с трещинами по границам зёрен.
С алюминиевыми деформируемыми сплавами типа АМг6 своя история — если не выдержать скорость деформации при штамповке, появляется текстура, которая потом при механической обработке приводит к короблению. Мы в свое время настраивали пресс с ЧПУ полгода, пока не подобрали оптимальный режим для крупногабаритных поковок.
Титановые сплавы — отдельный разговор. Здесь главное не температура, а чистота поверхности перед нагревом. Малейшие следы масла или влаги — и водородная хрупкость гарантирована. Приходилось разрабатывать многоступенчатую систему очистки, включая ультразвуковые ванны со специальными растворителями.
Горизонтальные ковочные машины — классика, но для цветмета часто лучше подходят кривошипные прессы. Особенно когда нужна точность при изготовлении поковок сложной формы, например для авиационных крепежей из латуни ЛС59-1.
Система охлаждения инструмента — больное место. Штампы для алюминиевых сплавов перегреваются мгновенно, если не делать принудительное охлаждение через каналы в оснастке. Пришлось однажды переделывать весь комплект штампов для поковок роторов из алюминиевого сплава АК6, потому что термостойкость оказалась ниже расчетной.
Индукционные печи — оптимальны для нагрева медных заготовок, но требуют точной настройки частоты. Помню случай, когда из-за неправильно подобранного индуктора перегрели наружные слои заготовки из меди М1, в то время как сердцевина осталась недогретой — поковка пошла браком.
Ультразвуковой контроль для цветных металлов имеет свои особенности — из-за крупнозернистой структуры приходится использовать низкочастотные преобразователи. Стандартные 5 МГц для алюминиевых поковок толщиной более 100 мм уже не подходят.
Металлографические исследования — обязательный этап. Особенно важно контролировать размер зерна после рекристаллизации. Были претензии от заказчика по поковкам из магниевого сплава МА5 — оказалось, нарушили режим отжига, зерно выросло до 200 мкм вместо допустимых 50.
Испытания на твердость по Бринеллю для алюминиевых поковок часто дают рассеивание результатов из-за неоднородности наклёпа. Пришлось вводить статистический контроль — измерять в 9 точках по определённой схеме, особенно для ответственных поковок типа корпусов клапанов.
Никелевые сплавы типа ХН77ТЮР — самые сложные в обработке. Температурный интервал ковки узкий — всего 50-70°C, перегрев выше 1150°C приводит к оплавлению границ зёрен. Приходится использовать пирометры с точностью ±5°C и постоянно калибровать их.
Медно-цинковые сплавы (латуни) склонны к обесцинкованию при перегреве. Для поковок, работающих в морской воде, это критично — коррозия начинается именно в обеднённых цинком зонах. Контролируем содержание цинка спектральным анализом каждой пятой поковки в партии.
Алюминиевые деформируемые сплавы системы Al-Cu-Mg (типа Д16) требуют особого подхода к термообработке после ковки. Если не провести закалку в течение 15 минут после деформации, старение не даст нужной прочности. Пришлось организовывать конвейерную линию с точным хронометражом.
Изотермическая штамповка постепенно внедряется для титановых сплавов. Дорогое оборудование, но даёт выигрыш в точности и качестве поверхности поковок. Особенно для медицинских имплантов из ВТ6.
Аддитивные технологии для изготовления штампов — пробовали, пока дороговато для серийного производства. Но для единичных поковок сложной формы из жаропрочных никелевых сплавов уже экономически оправдано.
В этом контексте интересен опыт компании ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии (сайт https://www.xinkexin.ru), которая с мая 2024 года развивает направление специальной керамики для обработки металлов. Их огнеупорные материалы для печей могут решить проблему загрязнения поверхности поковок при нагреве — актуально для титановых и никелевых сплавов.
Смотреть не на сертификаты, а на действующее производство. Если для поковок из алюминиевых сплавов нет отдельного цеха с контролем чистоты — будут проблемы с поверхностью.
Обращать внимание на систему неразрушающего контроля. Для ответственных поковок цветных металлов обязателен ультразвуковой контроль по всему объёму, а не выборочно.
Просить образцы для металлографических исследований — структура материала после ковки скажет больше, чем любые сертификаты. Особенно важно для медных и алюминиевых поковок, работающих в условиях переменных нагрузок.
Кстати, на сайте ООО Шаньдун Синькэсинь можно найти полезную информацию по огнеупорным материалам для термических печей — это как раз то, что влияет на качество нагрева заготовок перед ковкой.
