Kas ir titāna lokšņu superplastiskā formēšana?

Titāna sakausējuma loksnesuzrāda vāju plastiskumu istabas temperatūrā un ir grūti veidojams. Tradicionālās formēšanas metodes bieži saskaras ar tādām problēmām kā sarežģīti procesi, augstas izmaksas un grūtības nodrošināt detaļu precizitāti. Superplastiskās formēšanas tehnoloģijas parādīšanās titāna sakausējuma loksnēm ir pilnībā mainījusi šo situāciju. Izmantojot materiālu neparasto plastiskumu īpašos apstākļos, tas ļauj integrēti precīzi veidot sarežģītus komponentus, paverot jaunus ceļus plašam titāna sakausējumu pielietojumam.

I. Kāds ir superplastiskās formēšanas pamatprincips?

Tas izmanto metālu materiālu īpašības-"īpaši-augsts pagarinājums, bez kakla un zems plūsmas spriegums"-, kas tiek parādīti "īpašas temperatūras un īpaša deformācijas ātruma" apstākļos. Tiek pielikts ārējs spēks, lai materiāls cieši pieliptu veidnes dobumam, tādējādi iegūstot vēlamās formas daļas. Titāna sakausējuma loksnēm to superplastiskums parasti tiek aktivizēts noteiktā temperatūras diapazonā (parasti 0,5–0,7 reizes augstāka par titāna sakausējuma pārkristalizācijas temperatūru; piemēram, Gr 5 titāna sakausējumu galvenokārt izmanto 850–950 grādu temperatūrā) un ar zemu deformācijas ātrumu. Materiāla pagarinājumu var palielināt no nepilniem 20% istabas temperatūrā līdz vairākiem simtiem vai pat virs tūkstoš procentiem, nodrošinot pietiekamu plastisko rezervi sarežģītu konstrukciju veidošanai.

II.Kādas ir galvenās superplastiskās formēšanas tehnoloģijas?

Titāna sakausējuma lokšņu superplastiskā formēšana ir vērsta uz gaisa spiediena formēšanu, vakuuma formēšanu un presēšanas formēšanu. Katrs process ir pielāgots dažādiem scenārijiem, pamatojoties uz tā īpašībām, un pamatinformācija ir šāda:

1. Gaisa spiediena veidošana

Visplašāk izmantotajā tehnoloģijā kā spēka pārneses līdzekli izmanto inertas gāzes, piemēram, argonu, lai piespiestu augstas -temperatūras titāna sakausējuma loksni pret veidni. Tas ir sadalīts divos veidos: triecienformēšana un iesūkšanas formēšana:

• Formēšana ar triecienu: augsta-spiediena gāze nospiež loksni, lai tā atbilstu sievišķajai veidnei, piemērota sarežģītiem izliektiem korpusiem, piemēram, aviācijas-dzinēju korpusiem un lidmašīnu apvalkiem;
• Sūkšanas formēšana: negatīva spiediena veidošana ar vienkāršu aprīkojumu un zemām izmaksām, piemērota mazu un vidēju -izmēra plānsienu{1}}detaļu masveida ražošanai.
• Galvenās priekšrocības: Vienmērīga spēka pārnešana, lokālas retināšanas/plaisāšanas novēršana, augsta virsmas kvalitāte un detaļu izmēru precizitāte, kā arī vienkāršas un izturīgas veidnes.

2. Vakuuma formēšana

Optimizēta gaisa spiediena formēšanas versija, kas izmanto augstu vakuuma negatīvo spiedienu kā jaudu, lai izveidotu loksni, izmantojot spiediena starpību abās loksnes pusēs, ar spiedienu, kas ir mazāks vai vienāds ar 0,1 MPa:

• Lietojuma scenāriji: plānas{0}}vienkāršas konstrukcijas daļas, piemēram, kosmosa kuģu antenu atstarotāji un medicīniskās precizitātes komponenti;
• Galvenās priekšrocības: maiga formēšana ar nelielu materiāla bojājumu un zemām aprīkojuma izmaksām; vakuums novērš oksidēšanos augstā temperatūrā{0}}, lai nodrošinātu mehāniskās īpašības; var apvienot ar difūzijas savienošanu, lai panāktu integrētu "veidojošo-savienojumu" (piem., daudzslāņu šūnveida struktūras daļas).

3. Presēšanas formēšana

Loksne tiek deformēta ar tiešu spiedienu no augšējās un apakšējās veidnes, bieži kombinējot ar izotermiskās formēšanas tehnoloģiju (veidne un loksne ir vienā temperatūrā), lai samazinātu defektus:

• Lietojuma scenāriji: sarežģītu/lielu-izmēra augstas-precizitātes detaļu, piemēram, lielu lidmašīnu rāmju un raķešu korpusu, masveida ražošana;
• Galvenās priekšrocības: ātra formēšana un augsta efektivitāte, kas spēj realizēt sarežģītas struktūras, piemēram, izciļņus un ribas; izotermiskā tehnoloģija novērš nevienmērīgu deformāciju un iekšējo spriegumu;
• Piezīmes: Augstas prasības veidņu materiālam un precizitātei, kā rezultātā ir augstas ražošanas izmaksas.