Disques forgés en titane

Les disques forgés en titane sont des forges rondes produites en forgeant des billettes de titane ou d’alliage de titane à haute température et pression. Contrairement aux disques de titane coupés directement sur plaque, la forge peut affiner la structure du grain et la microstructure interne, rendant le matériau plus adapté aux composants critiques tels que les disques de moteurs d’avion et les hélices où la résistance, la performance à la fatigue et la qualité interne sont importantes.

Chalco Titanium peut fournir de grands disques forgés en titane de diamètres de Φ400 à 2800 mm et d’épaisseurs de 80 à 500 mm. Des disques de titane de Φ2300 mm ont déjà été livrés comme produits finis usinés. Selon la qualité, les dimensions de la pièce et les besoins de service, nous pouvons fournir des ébauches forgées, des usinages bruts et des services d’usinage ultérieur.

Si votre projet a des exigences particulières concernant les dimensions, les grades, les propriétés ou l’inspection des disques forgés en titane, envoyez-nous vos plans ou spécifications techniques. Chalco Titanium peut recommander une solution produit adaptée en fonction des conditions réelles de service.

Normes et certifications pour disques forgés en titane

• ASTM B381 : Spécification standard pour les forges en titane et alliages de titane
• AS9100D / EN 9100:2018 : Certification des systèmes de gestion de la qualité aérospatiale
• ISO 9001:2015 : Certification des systèmes de gestion de la qualité
• AMS 2750 : Les fours chauffants en alliage de titane répondent aux exigences de cette norme

Spécifications et gamme d’approvisionnement du disque forgé en titane

Chalco Titanium peut fournir des disques forgés en titane de différentes tailles et qualités, répondant aux besoins d’approvisionnement des ébauches forgées jusqu’à l’usinage ultérieur.

Grades courants pour disques forgés en titane

Les différentes qualités de titane varient considérablement en résistance et résistance à la corrosion. Chalco Titanium fournit généralement des catégories Grade 2, Grade 5 et Grade 12, avec un choix de matériaux basé sur la charge des pièces, l’environnement de service et les normes applicables.

Applications sur disques forgés en titane

Les disques forgés en titane sont généralement utilisés comme blanks forgés pour des composants à haute charge, à sections épaisses ou pour la corrosion, et sont usinés en pièces finales. Les applications incluent les moteurs d’avion, les équipements chimiques, les équipements énergétiques et les grandes machines.

Disques de moteurs d’avion

Utilisé comme épures d’usinage pour les composants de disques moteurs et les pièces associées à forte charge. Adapté aux applications aérospatiales avec des exigences plus élevées en matière de résistance, de performance à la fatigue et d’uniformité microstructurale de la section transversale.

Brides et plaques tubulaires

Les disques forgés en titane de grand diamètre peuvent être ensuite usinés en brides, feuilles tubulaires et autres pièces en forme de disque pour équipements chimiques, échangeurs de chaleur et systèmes de pression de service de corrosion.

Équipements de pression et composants du réacteur

Adapté aux couvercles, composants sous pression et pièces liées au réacteur où des sections épaisses, une résistance à la corrosion et une grande fiabilité sont requises.

Pompes, vannes et turbines

Peut être utilisé comme étas forgées pour les hélices, vannes et composants de pompe dans des équipements de manutention des fluides nécessitant à la fois une capacité de charge mécanique et une résistance à la corrosion.

Si votre projet nécessite des disques forgés en titane pour les composants de disque, les brides, les feuilles tubulaires, les hélices ou d’autres pièces volumines, contactez Chalco Titanium pour une solution adaptée à votre projet.

Grandes capacités de fabrication de disques forgés en titane

Les grands disques forgés en titane exigent davantage la pression de forgeage, la capacité de déformation du billette et la stabilité du procédé. Grâce à de grands équipements de forge à matrices ouvertes et son expérience dans les grandes forges, Chalco Titanium peut soutenir la production de forges en alliage de titane à sections épaisses et poids unitaire élevé.

Capacité de forge de 100 MN pour la déformation en sections profondes

La force de tonnage élevée de la presse à matrice ouverte de 100 MN, combinée à la forge haute fréquence et à haute vitesse, peut être utilisée pour des billettes d’alliage de titane ultra-grandes avec une forte résistance à la déformation. Pour les disques forgés en titane à section épaisse, une transmission de pression plus efficace améliore la déformation au centre et l’uniformité microstructurale globale.

Le contrôle de la température à haute précision permet une déformation stable des grosses billettes

Les grosses billettes de titane nécessitent un contrôle plus strict de l’uniformité de la température lors de plusieurs chauffes de forgeage. Les fours de chauffage peuvent atteindre jusqu’à 1250°C ; les fours au gaz naturel TUS peuvent atteindre ±7°C, et les fours à chauffage électrique peuvent atteindre ±5°C. Un contrôle précis de la température combiné à un forjage à haute tonnage offre des conditions de déformation plus stables pour les lingots à section épaisse.

Le forge multidirectionnel améliore l’uniformité microstructurelle dans les grandes forges

Par le dégradage, le tirage, des changements de direction pendant le montage et le tirage, et le forgé répété par recristallisation, les grosses billettes subissent une déformation plastique continue dans plusieurs directions, réduisant les zones mortes locales en cas de déformation insuffisante. Ce procédé convient davantage aux forges en alliage de titane épais et de grand diamètre, nécessitant une uniformité microstructurale interne plus élevée.

Expérience produit de grande taille

L’expérience avec les grandes forges en titane inclut des disques de titane TC4 Φ1050 mm , des forges en alliage de titane GR5 Φ1500 mm et GR5 Φ2200 mm de grande taille, fournissant une base de fabrication pour des projets de disques forgés en titane de très grand diamètre et de poids unitaire élevé.

Disque forgé en titane TC4 Φ1050 mm

Disque forgé en titane GR5 Φ1500 mm

Disque forgé en titane GR5 Φ2200 mm

Si votre projet nécessite des disques forgés en titane de grand diamètre, contactez Chalco Titanium pour un support produit et projet.

Pourquoi les grands disques forgés en titane sont-ils plus difficiles à fabriquer ?

À mesure que le diamètre, l’épaisseur et le poids unitaire augmentent, le défi de fabrication passe du formage dimensionnel au contrôle qualité interne. Les billettes à sections épaisses nécessitent un équilibre approprié entre température, pression et chemin de déformation pour obtenir une déformation centrale suffisante, une uniformité microstructurelle et une performance stable par la suite.

La section centrale nécessite une déformation de forge suffisante

Le centre d’une billette de grand diamètre et section épaisse est plus difficile à déformer de manière suffisante. Une pression de forge adéquate, combinée à un dégradage, un tirage et un forgé multidirectionnel appropriés peuvent réduire la sous-déformation localisée et transférer la déformation plus efficacement au centre de la section.

L’uniformité de la température affecte directement la déformation

Les alliages de titane sont sensibles à la température de forgeage, tandis que les grosses billettes sont plus sujettes aux différences de température entre la surface et le centre. Un chauffage uniforme aide à maintenir des conditions de déformation plastique stables. Les fours de chauffage sur la ligne de forge peuvent atteindre jusqu’à 1250°C, avec un TUS de four au gaz naturel de ±7°C et un TUS de four électrique de ±5°C.

Le chemin de forge détermine l’uniformité microstructurale

Augmenter la pression de forge à elle seule ne résout pas tous les problèmes. La forge multidirectionnelle, les changements de direction lors de l’enversage et du tirage, ainsi que le contrôle de la recristallisation aident à répartir la déformation de manière plus appropriée dans différentes directions et emplacements, améliorant l’uniformité microstructurale et la cohérence des propriétés dans les grandes forges.

Procédé de fabrication de disques forgés en titane

La fabrication de grands disques forgés en titane nécessite un contrôle continu de la qualité des linots, de la température de chauffage, de la déformation de forge et de l’usinage subséquent afin de maintenir le formage dimensionnel et la stabilité microstructurale interne.

• Matière première et fusion : Préparer la charge par degré, fabriquer des électrodes et effectuer la fusion sous électrode consommable sous vide pour produire des lingots en titane et alliage de titane avec une composition uniforme et une qualité stable pour les grandes forges.
• Chauffage des billettes : Chauffer uniformément selon les exigences du procédé de l’alliage et contrôler la différence de température entre la surface et le centre des grosses billettes afin de créer des conditions stables pour une déformation plastique ultérieure.
• Forge par dégradation : Utilisez le forgé à matrice ouverte pour le travail initial de l’ingot, démontant la structure telle qu’elle est coulée et produisant la forme de billette nécessaire pour le dégradage et le tirage ultérieurs.
• Déformation et dessin multidirectionnels : Appliquer des changements de déformation, de dessin et de direction pour offrir une déformation plastique plus complète à travers des sections épaisses et améliorer la déformation centrale ainsi que l’uniformité microstructurelle.
• Formage du disque : Après plusieurs chauffages de forge, il faut progressivement dégrader et dimensionner la billette tout en contrôlant le diamètre final, l’épaisseur et la marge d’usinage pour former le disque forgé en titane.
• Traitement thermique : Appliquer le traitement thermique requis selon la tendresse, les exigences de propriété et la norme applicable afin de stabiliser davantage la microstructure et les propriétés mécaniques.
• Usinage brut : Retirez le matériau de surface par tournage ou tournage vertical et préparez une surface et une condition dimensionnelle appropriées pour une inspection ultérieure et l’usinage de finition.

Personnalisation et usinage des disques forgés en titane

Pour les grands disques forgés en titane nécessitant un usinage CNC supplémentaire, choisir une taille de blank et une marge d’usinage appropriées peut réduire le gaspillage de matériau tout en laissant suffisamment de stock pour le contrôle dimensionnel et l’inspection. Chalco Titanium peut adapter le blank forgé et le plan d’usinage au dessin final de la pièce.

• Personnalisation basée sur le dessin : Déterminez la taille du disque forgé en titane à partir du diamètre extérieur de la pièce finale, de l’épaisseur, de l’emplacement des trous et des exigences structurelles.
• Marge d’usinage : Réservez une marge appropriée basée sur les dimensions de forge, l’état de surface et les exigences finales d’usinage afin d’éviter un stock insuffisant ou un retrait excessif de matériaux.
• Usinage brut : pré-usinez le diamètre extérieur, les faces d’extrémité et d’autres zones pour retirer la surface forgée et préparer l’usinage de finition.
• Soutien à l’usinage : La coupe, le tournage, le tournage vertical et le fraisage sont disponibles, le procédé étant choisi en fonction de la taille du produit et des exigences de livraison.
• Conditions de livraison : L’approvisionnement est disponible sous forme de blanks forgés, de pièces usinées brutes ou de produits usinés supplémentaires pour répondre à différents besoins de fabrication en aval.

Si vous avez déjà le dessin final de la pièce, envoyez-le à Chalco Titanium et nous pourrons vous aider à déterminer la taille appropriée du blank de forge et la marge d’usinage.

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Disque forgé en titane vs. disque en titane découpé en plaque

Les disques forgés en titane et les disques découpés directement dans une plaque de titane diffèrent considérablement par leur méthode de fabrication et leurs applications appropriées. Les disques forgés sont généralement plus adaptés aux sections épaisses, aux grands diamètres ou aux composants nécessitant des microstructures internes plus élevées et des performances portantes, tandis que les disques découpés par plaque peuvent être plus économiques pour des pièces plus fines et simples.

Si la pièce finale a une grande épaisseur, une charge élevée ou des exigences de qualité interne supérieures, les disques forgés en titane doivent d’abord être évalués. Pour les pièces plus simples et plus fines, le forgeage et la découpe de plaques peuvent être comparés en fonction des exigences de coût et de performance.

Comment Chalco Titanium contrôle-t-il la qualité des disques forgés en titane ?

Chalco Titanium vérifie la qualité des disques forgés en titane à travers plusieurs dimensions d’inspection, incluant la composition, les propriétés, la qualité interne, la microstructure et les dimensions. Les éléments d’inspection spécifiques peuvent être déterminés selon la norme applicable, les spécifications du produit et les exigences d’achat des clients.

Essais de composition chimique

L’analyse spectrométrique et élémentaire est utilisée pour tester les principaux éléments d’alliage et d’impuretés, confirmer la qualité du matériau et la composition chimique par rapport à la norme applicable, et réduire le risque de mélanges de matériaux et de déviations de composition.

Essais des propriétés mécaniques

Les essais de traction, de dureté et autres sont utilisés pour vérifier les propriétés mécaniques des disques forgés en titane, notamment la résistance à la traction, la limite d’élasticité et d’autres propriétés requises par le client ou la norme applicable.

Essais ultrasonores UT

Les essais ultrasonores sont utilisés pour inspecter la qualité interne des disques forgés en titane et identifier les discontinuités internes. Pour les disques de grand diamètre et sections épaisses, la portée d’inspection et les exigences d’acceptation peuvent être déterminées par le dessin ou la spécification d’achat.

Examen métallographique

L’analyse microstructurale est utilisée pour examiner la structure après forge et traitement thermique et vérifier si elle répond aux exigences techniques et d’acceptation applicables.

Inspection de la qualité de surface

La surface de chaque disque forgé en titane est inspectée pour détecter des fissures, plis et autres défauts de surface pouvant affecter l’usinage ou l’entretien ultérieur.

Inspection dimensionnelle

Le diamètre, l’épaisseur, la rondeur et les dimensions critiques usinées sont inspectés afin de confirmer que les dimensions fournies correspondent aux exigences de dessin, de tolérance et d’ordre.

Rapports d’inspection et documents de qualité

Des certificats de matériaux, des rapports d’inspection et d’autres documents de qualité peuvent être fournis selon les exigences de la commande, en maintenant la traçabilité entre le produit, le lot de matériaux et les résultats d’inspection pour l’acceptation par le client et le suivi de la qualité.

Produits associés

En plus des disques forgés en titane, Chalco Titanium peut fournir plusieurs types de forges en alliages de titane volumineux pour les pièces structurelles, les composants porteurs et l’usinage ultérieur.

Tube forgé en titane

Bloc forgé en titane

Arbre forgé en titane

FAQ sur les disques forgés en titane

Quelle taille peut avoir un disque forgé en titane ?

Chalco Titanium peut fournir des disques forgés en titane de diamètres de Φ400 à 2800 mm et d’épaisseurs de 80 à 500 mm. Pour les produits de très grand diamètre, de sections épaisses ou de poids unitaire élevé, la capacité de fabrication réelle dépend de la qualité et des dimensions finales.

Quels alliages de titane conviennent aux disques forgés en titane ?

Les matériaux courants incluent les Grade 2, Grade 5, Grade 12 et d’autres titane industriels ou de haute résistance. Les différentes qualités varient en résistance, résistance à la corrosion et température de service, donc le choix des matériaux doit être basé sur l’environnement de fonctionnement de la pièce finale.

Les disques forgés en titane peuvent-ils être fabriqués directement selon les plans finaux des pièces ?

Oui. Pour les composants de disque, les brides, les feuilles tubulaires, les hélices et pièces similaires, la taille des blanks forgés et la marge d’usinage peuvent être conçues à partir du dessin final, avec une livraison en état tel qu’on a forgé, qu’on a usiné grossièrement ou qu’on utilise d’autres côtés.

Comment la qualité du centre est-elle contrôlée dans les grands disques forgés en titane ?

Les disques forgés en titane de grand diamètre et section épaisse nécessitent une déformation de forgée suffisante, des chemins de déformation et de tirage appropriés, ainsi que un contrôle de la température pour améliorer la déformation au centre. La qualité interne peut ensuite être vérifiée par UT et d’autres méthodes d’inspection spécifiées.

Quels essais non destructifs sont disponibles pour les disques forgés en titane ?

Les essais ultrasoniques UT et d’autres essais non destructifs spécifiés peuvent être réalisés selon les exigences techniques du projet. La méthode spécifique, la couverture et le niveau d’acceptation doivent être déterminés par la norme applicable ou la spécification d’achat du client.

Comment choisir entre un disque blanc tel que forgé et un disque forgé en titane usiné grossièrement ?

Les clients disposant d’une grande capacité d’usinage en titane peuvent sélectionner un blank tel que forgé et effectuer l’usinage ultérieur en interne. Si l’objectif est de réduire le retrait de surface et de matériau, une condition d’usinage brut peut être choisie avec une marge d’usinage réservée à la pièce finale.

Citation sur disque forgé en titane

Si votre projet nécessite des disques forgés en titane, veuillez indiquer la qualité du matériau, le diamètre extérieur, l’épaisseur, la quantité, l’état de livraison et les exigences d’inspection.

Si un dessin final de pièce est disponible, veuillez également l’envoyer. Chalco Titanium peut confirmer la taille du blank, la marge d’usinage et le devis en fonction du dessin et des exigences techniques.