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鈦合金板材的超塑性成形法

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-11-30 12:03:22
鈦合金導熱系數低,僅是鋼的1/4,鋁的1/13,銅的1/25。因切削區散熱慢,不利于熱平衡,在切削加工過程中,散熱和冷卻效果很差,易于在切削區形成高溫,加工后零件變形回彈大,造成切削刀具扭矩增大、刃口磨損快,耐用度降低。其次,鈦合金的導熱系數低,使切削熱積于切削刀四周的小面積區域內不易散發,前刀面摩擦力加大,不易排屑,切削熱不易散發,加速刀具磨損。www.yukain.com.cn介紹,鈦合金化學活性高,在高溫下加工易與刀具材料起反應,形成溶敷、擴散,造成粘刀、燒刀、斷刀等現象。傳統的脹形工藝是用機械、液壓脹形或用爆炸脹形的方法實現的,使用的壓力與能量都比較高,并且由于材料塑性的限制,變形量一般都不太大。吹塑成形則是一種用低能、低壓可以獲得大變形量的成形,是—種與傳統工藝概念不同的板料成形技術。由于金屬在變形過程中是自由的,因此,幾乎全部動力都消耗在變形功上,摩擦損失很小(對于自由吹塑成形來說,則沒有摩擦損失),這與其它沖壓成形有著本質的區別。
 
吹塑成形可分為自由吹塑成形和模具吹塑成形兩類。模具吹塑成形的特點為半模成形,與真空成形類似之處,也分為凸模成形利凹模成形兩種;其不同之處是成形壓力可大于一個大氣壓,還對通過氣源系統對壓力進行調節,因而可以制造形狀復雜,曲率變化大的零件。
鈦合金板材的超塑性成形方法大致可分為下列三種:(1)真空成形;(2)氣壓成形(吹塑成形);(3)模壓成形(偶合模成形)。兩法是塑料(或玻璃)制品成形常用的方法。鈦板超塑性成形因屬于粘性或半粘性流動變形,所以可以利用低壓成形。氣壓成形還可同真空成形結合起來應用。
 
氣壓成形法(吹塑成形法)這是一種特殊的脹形工藝。(1)自由吹塑成形法。這是最簡單的一種吹塑威形。其特點是不用模具,吹制的典型零件是球形零件。(2)凸模成形法。此法是使鈦板毛料的外側,形成一封閉的壓力空間,鈦板加熱到超塑性溫度后,在壓縮氣體的氣壓作用下,毛料產生超塑性變形,逐漸向模具型面靠近,直至同模具完全貼合,作出與模具型面相同的零件。成形零件的內表面尺寸精度高,形狀準確,深度與寬度之比較大,模具加工也較易,但脫模較困難,原材料也較費。用該法成形的零件底部較四周為厚。(3)凹模成形法。與凸模成形法不同的是,在成形過程中使鈦板毛料內側形成一封閉的壓力空間。成形零件外表面尺寸精度高,形狀準確,零件脫模較易,原材料較省,但深度與寬度比較小,模具加工也較困難。用該法成形的零件底部較四周為薄。
模壓成形法。采用偶合模與普通壓型不同的是溫度高,模壓速度慢得多。由于能耐鈦板超塑性溫度的金屬偶合模具制造困難,配合精度難以保證(特別對復雜形狀的模具),故鈦板超塑性成形少用。
真空成形法。真空成形法又可分為兩種:凸模法與凹模法。凸模法是把經過加熱后的毛料,吸附在具有零件內形的凸模上的成形方法,用來成形要求內側尺寸精度高的零件。凹模法則是把加熱過的毛料,吸附在具有零件外形的凹模上的成形力法,用于要求外形尺寸精度高的零件成形。一般說來,前者用于較深容器的成形,后者用于較淺容器的成形。真空成形也是一種氣壓成形,只是成形壓力只能是一個大氣壓。故對鈦板來說,只能成形厚度薄、形狀簡單、曲率度化和緩的零件,不適于成形厚度較厚、形狀較復雜和變形較劇的零件。
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