Kaj je superplastično oblikovanje titanovih plošč?

Listi iz titanove zlitinekažejo slabo plastičnost pri sobni temperaturi in jih je težko oblikovati. Tradicionalne metode oblikovanja se pogosto srečujejo s težavami, kot so zapleteni procesi, visoki stroški in težave pri zagotavljanju natančnosti delov. Pojav superplastične tehnologije oblikovanja plošč iz titanove zlitine je popolnoma spremenil to situacijo. Z izkoriščanjem izredne plastičnosti materialov v posebnih pogojih omogoča integrirano natančno oblikovanje kompleksnih komponent, kar odpira nove poti za široko uporabo titanovih zlitin.

I. Kaj je temeljni princip superplastičnega oblikovanja?

Izkorišča lastnosti kovinskih materialov-"ultra-raztezek, brez vratov in nizko napetost tečenja"-, ki so prikazane pod pogoji "specifične temperature in specifične stopnje deformacije". Uporabi se zunanja sila, da se material tesno prilepi na votlino kalupa, s čimer dobimo dele želene oblike. Pri ploščah iz titanove zlitine se njihova superplastičnost običajno aktivira v določenem temperaturnem območju (običajno 0,5-0,7-kratna temperatura rekristalizacije titanove zlitine; na primer, titanova zlitina Gr 5 se večinoma uporablja pri 850-950 stopinjah) in pri nizki hitrosti deformacije. Raztezek materiala se lahko poveča z manj kot 20 % pri sobni temperaturi na nekaj sto ali celo več kot tisoč odstotkov, kar zagotavlja zadostno plastično rezervo za oblikovanje kompleksnih struktur.

II.Katere so ključne tehnologije oblikovanja superplastike?

Superplastično oblikovanje plošč iz titanove zlitine je osredotočeno na oblikovanje z zračnim pritiskom, vakuumsko oblikovanje in oblikovanje s stiskanjem. Vsak proces je prilagojen različnim scenarijem na podlagi njegovih značilnosti, z osnovnimi informacijami, kot sledi:

1. Oblikovanje zračnega tlaka

Najpogosteje uporabljena tehnologija uporablja inertne pline, kot je argon, kot medij za prenos sile za stiskanje visokotemperaturne plošče iz superplastične titanove zlitine ob kalup. Razdeljen je na dve vrsti: oblikovanje s pihanjem in oblikovanje s sesanjem:

• Oblikovanje s pihanjem: visoko{0}}tlačni plin potisne pločevino, da se prilega ženskemu kalupu, kar je primerno za kompleksne ukrivljene ohišja, kot so ohišja letalskih-motorjev in obloge letal;
• Sesalno oblikovanje: Preoblikovanje pod negativnim tlakom s preprosto opremo in nizkimi stroški, primerno za množično proizvodnjo majhnih in srednje{0}}tankostenskih-delov.
• Glavne prednosti: Enakomeren prenos sile, preprečevanje lokalnega tanjšanja/pokanja, visoka kakovost površine in dimenzijska natančnost delov ter enostavni in vzdržljivi kalupi.

2. Vakuumsko oblikovanje

Optimizirana različica oblikovanja z zračnim tlakom, ki uporablja visok vakuumski podtlak kot moč za oblikovanje pločevine skozi tlačno razliko na obeh straneh pločevine s tlakom, manjšim ali enakim 0,1 MPa:

• Scenariji uporabe: tankostenski preprosti strukturni deli, kot so antenski reflektorji vesoljskih plovil in medicinske natančne komponente;
• Glavne prednosti: nežno oblikovanje z malo poškodb materiala in nizki stroški opreme; vakuum preprečuje visoko{0}}temperaturno oksidacijo, da zagotovi mehanske lastnosti; lahko kombiniramo z difuzijskim lepljenjem, da dosežemo integrirano "oblikovanje-združevanja" (npr. več-slojni strukturni deli satja).

3. Oblikovanje matrice

Pločevina se deformira z neposrednim pritiskom iz zgornjega in spodnjega kalupa, pogosto v kombinaciji z izotermno tehnologijo oblikovanja (kalup in plošča imata isto temperaturo), da se zmanjšajo napake:

• Scenariji uporabe: množična proizvodnja kompleksnih/velikih-visoko{1}}natančnih delov, kot so okvirji velikih letal in telesa raket;
• Glavne prednosti: Hitro oblikovanje in visoka učinkovitost, zmožnost realizacije kompleksnih struktur, kot so izbokline in rebra; izotermna tehnologija preprečuje neenakomerno deformacijo in notranje napetosti;
• Opombe: Visoke zahteve za material kalupa in natančnost, kar povzroča visoke proizvodne stroške.