钛合金材料具有抗蚀性能优异,密度小,疲劳强度和抗裂纹扩展能力好的特点,由于TC4钛合金的强度高,冷轧成形难度大,TC4钛合金目前主要以钛合金板,钛合金棒、钛合金管、钛合金锻件等。TC4钛合金板的优良耐蚀性及良好的比强度,在航空、航天、汽车、造船、能源等行业具有广泛的应用前景。
钛合金板的超塑性成形方法大致可分为下列三种:(1)真空成形;(2)气压成形(吹塑成形);(3)模压成形(偶合模成形)。前两法是塑料(或玻璃)制品成形常用的方法。钛板超塑性成形因属于粘性或半粘性流动变形,所以可以利用低压成形。气压成形还可同真空成形结合起来应用。
1、真空成形法
真空成形法又可分为两种:凸模法与凹模法。
2、模压成形法
采用偶合模。与普通压型不同的是温度高,模压速度慢得多。
由于能耐钛板超塑性温度的金属偶合模具制造困难,配合精度难以保证(特别对复杂形状的模具),故钛板超塑性成形少用。
3、气压成形法(吹塑成形法)
这是一种特殊的胀形工艺。
传统的胀形工艺是用机械、液压胀形或用爆炸胀形的方法实现的,使用的压力与能量都比较高,并且由于材料塑性的限制,变形量一般都不太大。吹塑成形则是一种用低能、低压可以获得大变形量的成形,是—种与传统工艺概念不同的板料成形技术。由于金属在变形过程中是自由的,因此,几乎全部动力都消耗在变形功上,摩擦损失很小(对于自由吹塑成形来说,则没有摩擦损失),这与其它冲压成形有着本质的区别。
吹塑成形可分为自由吹塑成形和模具吹塑成形两类。模具吹塑成形的特点为半模成形,与真空成形类似之处,也分为凸模成形利凹模成形两种;其不同之处是成形压力可大于一个大气压,还对通过气源系统对压力进行调节,因而可以制造形状复杂,曲率变化大的零件。
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