鈦合金具有質(zhì)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(yī)療設(shè)備、電子設(shè)備等領(lǐng)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(chǎn)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(chǎn)品的生產(chǎn)成本長期居高不下。
如何生產(chǎn)出符合設(shè)計要求的鈦合金產(chǎn)品,又能降低其生產(chǎn)成本?相關(guān)制造企業(yè)通過各種途徑持續(xù)優(yōu)化改進,成形工藝無疑是其中重要一環(huán)。
目前常見的鈦合金產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品表面質(zhì)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(chǎn)品,尤其是不適用于異形或者具有局部復雜特征的產(chǎn)品。
相比之下,液壓成形工藝優(yōu)勢明顯。
首先是效率高,液壓成形工藝可在較短的時間內(nèi)完成鈦合金產(chǎn)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(jié)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(jié)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(chǎn)品;
第四、成形的鈦合金產(chǎn)品回彈小,強度高,形狀穩(wěn)定。
綜合看,液壓成形作為鈦合金產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝具有提效降本的巨大優(yōu)勢,是企業(yè)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(chǎn)品的液壓成形工藝難度也較大,其對成形路徑和設(shè)備精度有較高要求,在設(shè)計成形方案和模具結(jié)構(gòu)時需要對材料性能以及設(shè)備的精度、壓力參數(shù)等各個關(guān)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(wěn)定性等各方面性能也不一樣。所以鈦合金產(chǎn)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(shè)備性能
不同鈦合金材料在液壓成形時,對成形環(huán)境要求不一,也會比不銹鋼、鋁合金等材料的成形環(huán)境要求更高。所以要有性能穩(wěn)定可靠的液壓成形設(shè)備作為成形載體,為鈦合金材料液壓成形時提供理想的環(huán)境。比如合適的加載路徑、精準的控制精度以及穩(wěn)定的成形壓力等。
模具設(shè)計
鈦合金液壓成形工藝對成形環(huán)境要求較高,同時對模具設(shè)計和制造的要求也隨之提升。科學合理的模具設(shè)計,不僅可以保證鈦合金產(chǎn)品成功成形,還可以進一步降低鈦合金產(chǎn)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(jīng)驗做保障。


