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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(gè)大氣壓。故對(duì)鈦板來說,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)于自由吹塑成形來說,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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