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钛合金超塑成形的影响因素

钛合金超塑成形的影响因素

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       本篇主要说说关于影响钛合金超塑成形的因素,包括原材料的组织状态,晶粒度,厚度的均匀性以及其成形的温度,压力和变形速度等参数。
 
       首先就是原材料。对于原始坯料的选择,成形用所选的钛板坯组织状态和晶粒度和其超塑成形有着直接的关系。一般钛合金坯要求有等轴的晶粒组织。魏氏组织粗大的晶粒塑性很低,不适合用来作气压成形。所以工业供应状态TC3,TC4的薄板材基本可以达到使用的要求,不过必须对原材料进行金相检验以及高温拉伸试验,通过了才可使用。
 
       对于工业上的板材厚度要求,对板厚的均匀要求误差不能超过±0.05mm,更不许有局部过薄或者偏析,夹杂,等缺陷的存在。
 
       其次就是成形的温度。通过材料的高温拉伸报告,选择其合适的温度范畴,除此之外还有考虑到模具材料长期使用的温度,操作方便,防污染等这些因素,来确定合理的成形温度。从工程应用的角度出发,为有利模具寿命和生产效率的提高,成形尽量选较低的温度是比较合理的。
 
       还有就是成形压力和变形速度。在钛合金气压的成形中,气压是保证零件贴膜的重要参数。根据零件形状,尺寸,原始板坯厚度以及流动的应力,进行计算得出一个参数值。
 
       变形速度是与成形压力有直接关系的一个参数,从公式α=Ke中看出,流动应力与e成正比关系。为保证在成形过程中流动应力始终处于较小范围内,必须控制变形速度在较低的范围。一般取应变速率e<10^(-4)—10^(-1)秒较为适宜。在成形中一般用控制单位时间内气体压力增大致值的办法控制成形速度。如在钛球底成形中,在第一阶段球R800mm成形中取压力为0.005—0.01MPa分,在第二阶段上下台阶R5圆弧成形中取0.02—0.03MPa分,假定坯料变形是较均匀的,则变形速度待合e<10^(-4)—10^(-1)秒范围。
 
       从工程应用角度看,变形速度不要选得太低,只要在满足零件成形质量前提下,成形速度尽量取大些,有利于提高生产效率。