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西工鈦談TC4鈦合金與鈦合金板超塑性成形方法

發(fā)布時(shí)間 :2020-02-16 07:21:14 瀏覽次數(shù) :

鈦合金抗蝕性能優(yōu)異

,密度小
,疲勞強(qiáng)度和抗裂紋擴(kuò)展能力好
,TC4鈦合金目前主要以鈦板
鈦棒為主
,造成目前這種現(xiàn)狀的主要原因是TC4鈦合金的強(qiáng)度高
,冷軋成形難度大。鈦合金的優(yōu)良耐蝕性及良好的比強(qiáng)度
,在航空
、航天、汽車
、造船
、能源等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。

鈦合金板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)。前兩法是塑料(或玻璃)制品成形常用的方法
。鈦板超塑性成形因?qū)儆谡承曰虬胝承粤鲃?dòng)變形
,所以可以利用低壓成形。氣壓成形還可同真空成形結(jié)合起來(lái)應(yīng)用

鈦合金棒

1

、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(jīng)過(guò)加熱后的毛料

,吸附在具有零件內(nèi)形的凸模上的成形方法
,用來(lái)成形要求內(nèi)側(cè)尺寸精度高的零件。凹模法則是把加熱過(guò)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(shuō)來(lái)
,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(gè)大氣壓
。故對(duì)鈦板來(lái)說(shuō),只能成形厚度薄
、形狀簡(jiǎn)單
、曲率度化和緩的零件,不適于成形厚度較厚
、形狀較復(fù)雜和變形較劇的零件

2、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(duì)復(fù)雜形狀的模具)

,故鈦板超塑性成形少用

3、氣壓成形法(吹塑成形法)

這是一種特殊的脹形工藝

傳統(tǒng)的脹形工藝是用機(jī)械

、液壓脹形或用爆炸脹形的方法實(shí)現(xiàn)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(tǒng)工藝概念不同的板料成形技術(shù)。由于金屬在變形過(guò)程中是自由的
,因此
,幾乎全部動(dòng)力都消耗在變形功上,摩擦損失很小(對(duì)于自由吹塑成形來(lái)說(shuō)
,則沒有摩擦損失)
,這與其它沖壓成形有著本質(zhì)的區(qū)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(diǎn)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(gè)大氣壓
,還對(duì)通過(guò)氣源系統(tǒng)對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié),因而可以制造形狀復(fù)雜
,曲率變化大的零件

鈦合金板

(1)自由吹塑成形法

這是最簡(jiǎn)單的一種吹塑威形。其特點(diǎn)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(cè),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(chǎn)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(nèi)表面尺寸精度高
,形狀準(zhǔn)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(fèi)
。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(guò)程中使鈦板毛料內(nèi)側(cè)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(zhǔn)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

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