Jak działa formowanie superplastyczne w przypadku arkuszy stopów tytanu?

Stopy tytanu wykazują słabą plastyczność-w temperaturze pokojowej, wysoką odporność na odkształcenia i znaczną sprężystość. Konwencjonalne procesy tłoczenia i gięcia mają tendencję do powodowania pęknięć i niedokładności wymiarowych podczas wytwarzania złożonych elementów o cienkich-ściennych ścianach. Technologia formowania superplastycznego rozwiązuje ten problem: regulując temperaturę i szybkość odkształcania, aby aktywować superplastycznośćstopy tytanuarkusz może ulegać znacznemu wydłużeniu bez przewężeń i pęknięć, co umożliwia precyzyjne formowanie za pomocą lepkiego przepływu pod niskim-ciśnieniem.

 

 

1. Podstawowa zasada

Arkusz stopu tytanu jest zaciskany i podgrzewany do temperatury superplastycznej.
Powietrze pomiędzy arkuszem a matrycą jest usuwane w celu wytworzenia podciśnienia, a arkusz o wysokiej temperaturze- jest zmuszony do dostosowania się do formy przez różnicę ciśnień atmosferycznych przed ochłodzeniem i kształtowaniem.
Ponieważ proces formowania statycznego pod niskim-ciśnieniem opiera się na przepływie lepkiego materiału, nie wymaga źródła gazu pod wysokim-ciśnieniem.

 

2. Dwie klasyfikacje procesów

• Arkusz przylega do zewnętrznej powierzchni stempla, co pozwala na precyzyjną kontrolę wymiarów wewnętrznych elementów.
• Arkusz jest adsorbowany na wewnętrznej ścianie wnęki matrycy, co pozwala na precyzyjną kontrolę wymiarów elementów zewnętrznych.

 

3. Zalety procesu

• Prosty sprzęt, wygodna obsługa, niskie inwestycje kapitałowe i zużycie matrycy; nadaje się do małych-do-produkcji średnioseryjnej dużych-cienkich-części o prostych zakrzywionych powierzchniach.
• Niskie i równomierne ciśnienie formowania z delikatnym odkształceniem, bez koncentracji naprężeń; gotowe części mają zerową sprężystość i doskonałą jakość powierzchni.
• Formowanie odbywa się w szczelnym, czystym środowisku, co ogranicza-utlenianie w wysokiej temperaturze i zanieczyszczenie stopów tytanu oraz stabilizuje właściwości mechaniczne.

 

4. Ograniczenia procesu

Maksymalna siła napędowa to standardowe ciśnienie atmosferyczne, w wyniku czego powstaje sufit niskociśnieniowy. Proces ten ma zastosowanie wyłącznie do płytkich-ciągnionych cienkościennych-części o łagodnych radianach i nie pozwala na wytwarzanie komponentów z głębokimi-wnękami, części o dużym odkształceniu, skomplikowanych zakrętach ani-zakrzywionych powierzchniach o specjalnych-kształtach.

 

 

1. Podstawowe pozycjonowanie

Główny proces formowania nadplastycznego dla złożonych, cienkościennych-elementów ze stopu tytanu, który kompensuje niewystarczającą siłę napędową podczas formowania próżniowego i umożliwia obróbkę-precyzyjnych, skomplikowanych części o dużych odkształceniach.

 

2. Zasada procesu

Arkusz stopu tytanu jest hermetycznie przymocowany i podgrzewany do temperatury superplastycznej. Gaz obojętny o wysokiej-czystości, taki jak argon, wprowadza się na jedną lub obie strony arkusza. Ciśnienie gazu i szybkość odkształcania są precyzyjnie kontrolowane, aby doprowadzić arkusz do rozciągania, rozszerzania i dopasowywania się do wnęki matrycy. Opierając się na superplastycznym, lepkim przepływie stopów tytanu, kontrola ciśnienia gradientowego pozwala uniknąć miejscowego ścieńczenia i pękania blachy, zapewniając precyzyjne formowanie przy dużych odkształceniach.

 

3. Podstawowe zalety

• Szeroki zakres regulacji ciśnienia gazu i duża siła napędowa formowania, umożliwiająca wytwarzanie części o-głębokim współczynniku rozciągania, elementów zakrzywionych-o specjalnych kształtach i pustych konstrukcji o cienkich-ściennych ścianach.
• Można połączyć z formowaniem próżniowym: najpierw stosuje się adsorpcję próżniową w celu wyeliminowania zmarszczek przed wstępnym kształtowaniem, a następnie zwiększa się-wysokie ciśnienie w celu precyzyjnego formowania, co znacznie poprawia jakość formowania i dokładność wymiarową komponentów.
• Równomierne odkształcenie blachy przy kontrolowanej grubości ścianki, bez naprężeń szczątkowych; komponenty zapewniają doskonałą wydajność zmęczeniową i stabilne właściwości mechaniczne.

 

4. Ograniczenia procesu

• Wymagane są-precyzyjne systemy kontroli ciśnienia gazu i urządzenia do formowania uszczelnionego, czemu towarzyszy wysokie zużycie gazu obojętnego i duże koszty energii produkcyjnej.
• Rygorystyczne wymagania dotyczące kontroli parametrów; niewielkie odchylenia w ciśnieniu gazu lub czasie utrzymywania mogą prowadzić do nadmiernego miejscowego rozcieńczenia lub niepełnego uformowania.
• Stosunkowo długi całkowity cykl formowania.

 

 

1. Definicja procesu

Znane również jako formowanie matrycowe, umożliwia superplastyczne formowanie arkuszy stopu tytanu przy użyciu sparowanych sztywnych matryc górnych i dolnych. W odróżnieniu od formowania próżniowego i pod ciśnieniem gazu, które wykorzystują pojedynczą matrycę, należy do formowania plastycznego ze sztywną matrycą.

 

2. Zasada formowania

Blachę podgrzewa się do temperatury superplastycznej i umieszcza pomiędzy dopasowanym stemplem a matrycą. Siła hydrauliczna powoduje powolne zamykanie matrycy, a nacisk mechaniczny w połączeniu z nadplastycznością materiału zmusza arkusz do dopasowania się do konturu wnęki w celu-precyzyjnego formowania komponentów w jednym kroku.

 

3. Podstawowe zalety

• Podwójne-ograniczenie matrycy i kontrolowany docisk mechaniczny zapewniają wysoką dokładność formowania.
• Brak górnego limitu ciśnienia formującego; sztywne wiązania matrycy redukują przesunięcia, zniekształcenia konturów i nierówną grubość ścianek, zapewniając doskonałą tolerancję geometryczną.
• Precyzyjna kontrola ścieżek odkształcenia, kompatybilna z cienkościennymi-częściami i złożonymi konstrukcjami z rowkami, występami i żebrami wzmacniającymi.
• Wysoka wydajność formowania, stabilna produkcja masowa i doskonała konsystencja gotowych produktów.

 

4. Ograniczenia procesu

Wymagane są-dopasowane matryce o wysokiej precyzji, co prowadzi do wysokich kosztów produkcji matryc i uruchomienia przy dużych nakładach początkowych.

Pomiędzy arkuszem a matrycą występuje silne tarcie; niewystarczające smarowanie może spowodować zarysowania powierzchni.

Słabe możliwości adaptacji w przypadku bardzo-dużych-cienkich-części o dużych ściankach i dużych krzywiznach z powodu nierównomiernego rozkładu naprężeń, gorszego od formowania pod ciśnieniem gazu.

 

 

Ruihang, jako bezpośredni producent wyrobów tytanowych, dostarcza surowce o optymalnej jakości do produkcji precyzyjnych komponentów. Jeśli masz jakiekolwiek potrzeby zakupowe, skontaktuj się z nami poprzez e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com