Superplastisk formningsprocess och applicering av titanlegering
Titanlegering har fördelarna med utmattningsbeständighet, hög specifik styrka, korrosionsbeständighet och hög temperaturbeständighet, viss formminnesprestanda, överlägsna mekaniska egenskaper, stabila kemiska egenskaper etc., och har mer och mer använts inom flyg-, kemisk och kemisk fält. Emellertid har titanlegeringar också brister såsom låg elastisk modul, stor motstånd mot kall deformation, högt utbytesförhållande, låg plasticitet, allvarlig rebound och dålig kallbearbetningsprestanda, vilket gör det enkelt att producera rebound och anisotrop ugn efter bearbetning. Därför har forskare och experter från olika länder stärkt forskningen om titanlegerings superplasticitet. Den så kallade superplasticiteten hänvisar till fenomenet att materialet uppvisar ovanligt låg reologisk resistans och ovanligt höga reologiska egenskaper under vissa interna och externa förhållanden.
1. Superplastisk formningsprocess av titanlegering
1.1 Villkor för superplastisk formning av titanlegering
(1) Temperatur: konstant deformationstemperatur. Temperaturen hos olika titanlegeringar är annorlunda, men det ungefärliga intervallet är mellan 700 ~ 1000 ℃. Till exempel är temperaturen på Ti-6AL-4V 850 ° C.
(2) Töjningshastighet: Metaller med superplasticitet har i allmänhet en låg töjningshastighet. Detta beror på att det tar tillräckligt med tid för atomer att diffundera. Till exempel är töjningshastigheten för Ti-6AL-4V 1,3 × 10-4 ~ 10-3 s-1.
(3) Ultrafin kornstruktur: Det krävs att ha en jämvikts, finkornstruktur, såsom kornstorleken på titanlegeringar mindre än 3 mm.
Ovanstående tre betingelser, förutom att kornstrukturen bestäms och garanteras av råmaterialets natur, kan temperaturen och töjningshastigheten garanteras av den superplastiska formningsutrustningen och processen.
1.2 Dö för superplastisk formning av titanlegering
Eftersom temperaturen för superplastisk formning av titanlegering i allmänhet ligger mellan 700 ° C och 1000 ° C, finns det speciella krav på egenskaperna hos formmaterialet, såsom högre hög temperaturhållfasthet, god termisk stabilitet, låg termisk expansionskoefficient och låg materialpris. , Bearbetning och tillverkning etc. För närvarande finns huvudsakligen värmebeständiga legeringar, värmebeständiga stål, keramik och kolfiberförstärkta kompositformar. Till exempel har en kolfiberförstärkt kompositmaterialform nästan samma deformationsmotstånd vid rumstemperatur och en hög temperatur på 1000 °, och den kolfiberarmerade kompositmaterialformen är endast 1% av vikten av den värmebeständiga stålformen; när den kolfiberarmerade kompositmaterialformen kyls, är dess deformationsmotstånd Krympningshastigheten är mindre än den för den formade delen, vilket underlättar avformningen av delen; formtillverkningsutrustningen för den kolfiberarmerade kompositformen är billig.
1.3 Superplastisk formningsprocess i titanlegering
(1) Högtemperaturuppvärmning: Superplastformning av titanlegering antar vanligtvis uppvärmningsmetoden i formugnen, det vill säga formen placeras i ugnen och upphettas vid hög temperatur tills den upphettas till temperaturen för superplastformning, och sedan titanlegeringsråvaran läggs i formen. Värmeledning värmer upp titanlegeringsråvaran till den superplastiska formningstemperaturen.
(2) Tätning: Eftersom superplastformning av titanlegering bildar lufttryck måste formen och titanlegeringsråvarorna tätas.
(3) Vakuum: För att säkerställa bra filmning av titanlegeringsdelar och skydda titanlegeringsråvarorna måste håligheten dammsugas.
(4) Borstskyddsbeläggning: Eftersom titanlegeringens superplastiska formningstemperatur är mycket hög, för att förhindra dess oxidation och väteabsorption, är det nödvändigt att borsta ett lager skyddande beläggning på ytan av titanlegeringsråmaterialet för att spela roll som ett skyddande lager. Det finns också vissa speciella krav på skyddande beläggningar. Till exempel måste den kunna bilda en tät skyddsfilm och ha god hög temperaturbeständighet, termisk stabilitet och smörjförmåga. Det får inte förorena formen och delar av titanlegering, och priset bör vara billigt. Det är enkelt att borsta och rengöra. Grafitvatten och högtemperaturfärg används oftare.
(5) Inflation: Eftersom den superplastiska formningen av titanlegering bildar lufttryck måste ett visst tryck av inert gas pressas in i formen (för att förhindra att titanlegeringen oxiderar och absorberar väte vid höga temperaturer) och inflationen bör vara långsam.
