Prasowanie i formowanie: Precyzyjna kontrola temperatury i odkształcenia
W porównaniu do stali i aluminium prasowanie płyt tytanowych i stopów tytanu jest trudniejsze. Wymaga precyzyjnej kontroli temperatury i połączonych procesów, aby uzyskać powstawanie skomplikowanych kształtów. Klasyfikacja procesów i kluczowych punktów technicznych jest następująca:
1. Formowanie na zimno:
Wymagania dotyczące warunków: Grubość ścianki < 2 mm, wielkość odkształcenia < 15% i promień gięcia > 5-krotność grubości blachy.
Optymalizacja przetwarzania: Po tłoczeniu na zimno wymagane jest końcowe wyżarzanie (utrzymywanie ciepła w temperaturze 600-650 stopni przez 2 godziny), aby wyeliminować naprężenia szczątkowe i zapobiec pękaniu.
2. Formowanie na gorąco:
Formowanie na gorąco w niskiej-temperaturze (200-350 stopni): stopień odkształcenia może osiągnąć 40%, co jest odpowiednie dla kęsów o średniej grubości (takich jak głowice sprzętu chemicznego).
High-temperature hot forming (600-800℃): Deformation amount > 50%, fit for thick plates (>10 mm) lub skomplikowanych elementów konstrukcyjnych (takich jak przedziały silników lotniczych).
Metoda ogrzewania: Półfabrykat jest najpierw podgrzewany do temperatury docelowej, a następnie podgrzewany do 150-200 stopni, aby zmniejszyć naprężenia związane z różnicą temperatur.
3. Po-wstępnej korekcie na gorąco:
Przebieg procesu: Najpierw naciśnij na zimno, aby utworzyć-wstępnie uformowaną część, a następnie podgrzej ją do temperatury 450–500 stopni w dedykowanym urządzeniu w celu korekty w celu wyeliminowania sprężynowania i naprężeń szczątkowych.
Zalety: łącząc wydajność tłoczenia na zimno z dokładnością korekcji na gorąco, nadaje się do-precyzyjnych detali (takich jak implanty medyczne).
Przykład zastosowania: Przedsiębiorstwo lotnicze wykorzystało proces formowania na gorąco do produkcji paneli skrzydeł ze stopu tytanu pod kątem 750 stopni, uzyskując pojedyncze odkształcenie wynoszące 60%, chropowatość powierzchni Ra <0,8 μm i zmniejszenie masy o 40% w porównaniu z tradycyjnymi panelami stalowymi.
Formowanie z rozdmuchem: zintegrowana, wieloprocesowa-precyzyjna produkcja
Formowanie z rozdmuchem pozwala uzyskać wysoką precyzję i niskie zużycie materiału poprzez ciągłe odkształcanie przedmiotu obrabianego i obracającego się narzędzia. Jego podstawowe zalety i punkty techniczne są następujące:
1. Poprawa wykorzystania materiału:Formowanie z rozdmuchem pozwala zaoszczędzić od 20% do 50% materiałów, szczególnie odpowiednich do przetwarzania materiałów z tytanu i metali szlachetnych (takich jak zbiorniki paliwa do statków kosmicznych).
2. Optymalizacja jakości powierzchni:Chropowatość powierzchni produktu wynosi Ra < 0,4 μm, dokładność wymiarowa ±0,1 mm i brak konieczności późniejszej obróbki skrawaniem.
3. Klasyfikacja procesu:
Konwencjonalne formowanie z rozdmuchem: odpowiednie do cienkościennych-części cylindrycznych (grubość ścianki < 5 mm), umożliwiające kontrolę kształtu poprzez wiele etapów deformacji.
Formowanie z rozdmuchem o wysokiej-wytrzymałości: odpowiednie do-części o grubych ściankach (grubość ścianki > 10 mm), z pojedynczym etapem odkształcenia sięgającym 50%, ale należy kontrolować utwardzanie podczas przetwarzania.
Przykład zastosowania: W układzie napędowym satelity zastosowano formowanie z rozdmuchem do produkcji butli gazowych ze stopu tytanu, zmniejszając grubość ścianki z 15 mm do 8 mm, uzyskując redukcję masy o 47%, a ciśnienie rozrywające osiągające 1,5-krotność wartości projektowej.