Прессование и формование: точный контроль температуры и деформации.
По сравнению со сталью и алюминием прессовать титановые пластины и титановые сплавы сложнее. Для получения сложных форм требуется точный контроль температуры и комбинированные процессы. Классификация его процессов и ключевые технические моменты следующие:
1. Холодная штамповка:
Требования к условиям: толщина стенки < 2 мм, величина деформации < 15 % и радиус изгиба > 5-кратной толщины пластины.
Оптимизация обработки: После холодного прессования необходим окончательный отжиг (выдержка при температуре 600-650 градусов в течение 2 часов) для устранения остаточных напряжений и предотвращения растрескивания.
2. Горячая штамповка:
Низко-горячая штамповка (200-350 градусов): степень деформации может достигать 40 %, подходит для заготовок средней толщины (например, головок химического оборудования).
High-temperature hot forming (600-800℃): Deformation amount > 50%, fit for thick plates (>10 мм) или сложные конструктивные элементы (например, моторные отсеки самолетов).
Метод нагрева: заготовка сначала нагревается до целевой температуры, а затем нагревается до 150-200 градусов, чтобы уменьшить напряжение из-за разницы температур.
3. После-горячей коррекции:
Технологическая схема: сначала холодным прессом изготовляют предварительно-сформованную деталь, затем нагревают ее до 450–500 градусов в специальном устройстве для корректировки, чтобы устранить пружинение и остаточное напряжение.
Преимущества: Сочетая эффективность холодного прессования с точностью горячей коррекции, он подходит для-прецизионных заготовок (например, медицинских имплантатов).
Пример применения: Аэрокосмическое предприятие использовало процесс горячей формовки для изготовления панелей крыла из титанового сплава при температуре 750 градусов, достигая единичной деформации 60%, шероховатости поверхности Ra < 0,8 мкм и снижения веса на 40% по сравнению с традиционными стальными панелями.
Выдувное формование: интегрированное многопроцессное прецизионное-производство
Выдувное формование обеспечивает высокую точность и низкий расход материала за счет непрерывной деформации заготовки и вращающегося инструмента. Его основные преимущества и технические моменты заключаются в следующем:
1. Улучшение использования материалов:Выдувное формование позволяет сэкономить от 20% до 50% материалов, что особенно подходит для обработки титановых материалов из драгоценных металлов (например, топливных баков для космических кораблей).
2. Оптимизация качества поверхности:Шероховатость поверхности изделия Ra < 0,4 мкм, точность размеров ±0,1 мм, без необходимости последующей механической обработки.
3. Классификация процессов:
Традиционное выдувное формование: подходит для тонкостенных-цилиндрических деталей (толщина стенок < 5 мм), обеспечивая контроль формы за счет нескольких стадий деформации.
Высокопрочное-выдувное формование: подходит для толстостенных-деталей (толщина стенки > 10 мм), где одна стадия деформации достигает 50 %, но необходимо контролировать упрочнение при обработке.
Пример применения: Спутниковая двигательная система использовала выдувное формование для изготовления газовых баллонов из титанового сплава, уменьшив толщину стенок с 15 мм до 8 мм, добившись снижения веса на 47%, а давление разрыва достигло в 1,5 раза проектного значения.