鈦合金具有質量輕、強度高、耐腐蝕性強、耐熱性高、抗沖擊強等多種特點,在航空航天、軍工、醫療設備、電子設備等領域中都有大量應用。但同時其彈性模量低,屈強比高,變形回彈大,形變強化率高等特性,導致鈦合金產品的成形難度大,再加上高昂的鈦合金材料成本,使得鈦合金產品的生產成本長期居高不下。
如何生產出符合設計要求的鈦合金產品,又能降低其生產成本?相關制造企業通過各種途徑持續優化改進,成形工藝無疑是其中重要一環。
目前常見的鈦合金產品成形工藝有精鑄成型、拉深、液壓成形等。
精鑄成型工藝能耗高、效率低,成型后產品表面光滑度低,需要增加表面處理工序,工序多、成本高且有污染;拉深工藝產品表面質量好于精鑄成型,但是不能拉深出表面具有花紋圖案或者凹凸形狀的產品,尤其是不適用于異形或者具有局部復雜特征的產品。
相比之下,液壓成形工藝優勢明顯。
首先是效率高,液壓成形工藝可在較短的時間內完成鈦合金產品的高精度成形,而且減少了退火、表面處理等工序,大大縮短了加工時間,節省了投入;
第二、材料利用率高,液壓成形工藝可大幅提升材料利用率,節省昂貴的鈦合金材料,降低制造成本;
第三、可成形異形或者具有表面局部特征的產品;
第四、成形的鈦合金產品回彈小,強度高,形狀穩定。
綜合看,液壓成形作為鈦合金產品的生產工藝具有提效降本的巨大優勢,是企業更理想的選擇。
當然,因為鈦合金材料物理性能的固有特性,鈦合金產品的液壓成形工藝難度也較大,其對成形路徑和設備精度有較高要求,在設計成形方案和模具結構時需要對材料性能以及設備的精度、壓力參數等各個關鍵指標進行充分考量。
材料性能
鈦合金材料有TA、TB、TC等多種類型,不同種類的鈦合金材料,強度、熱穩定性等各方面性能也不一樣。所以鈦合金產品在液壓成形時,需要對具體的材料性能有充分的了解和把握。
設備性能
不同鈦合金材料在液壓成形時,對成形環境要求不一,也會比不銹鋼、鋁合金等材料的成形環境要求更高。所以要有性能穩定可靠的液壓成形設備作為成形載體,為鈦合金材料液壓成形時提供理想的環境。比如合適的加載路徑、精準的控制精度以及穩定的成形壓力等。
模具設計
鈦合金液壓成形工藝對成形環境要求較高,同時對模具設計和制造的要求也隨之提升。科學合理的模具設計,不僅可以保證鈦合金產品成功成形,還可以進一步降低鈦合金產品的制造成本。如何做到科學合理?這需要理論支撐,更需要大量的實踐經驗做保障。









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