Processo di formatura superplastica e applicazione della lega di titanio
La lega di titanio ha i vantaggi della resistenza alla fatica, dell'elevata resistenza specifica, della resistenza alla corrosione e dell'alta resistenza alla temperatura, di alcune prestazioni della memoria di forma, delle proprietà meccaniche superiori, delle proprietà chimiche stabili, ecc., ed è stata sempre più utilizzata in campo aerospaziale, chimico e chimico. Tuttavia, le leghe di titanio hanno anche carenze come basso modulo elastico, grande resistenza alla deformazione a freddo, alto rapporto di snervamento, bassa plasticità, grave rimbalzo e scarse prestazioni di lavoro a freddo, che rendono facile produrre rimbalzo e forno anisotropico dopo la lavorazione. Pertanto, studiosi ed esperti di vari paesi hanno rafforzato la ricerca sulla superplasticità delle leghe di titanio. La cosiddetta superplasticità si riferisce al fenomeno che il materiale presenta una resistenza reologica insolitamente bassa e proprietà reologiche insolitamente elevate in determinate condizioni interne ed esterne.
1. Processo di formatura superplastica della lega di titanio
1.1 Condizioni per la formatura superplastica della lega di titanio
(1) Temperatura: la temperatura di deformazione costante. La temperatura delle diverse leghe di titanio è diversa, ma l'intervallo approssimativo è compreso tra 700 ~ 1000 ° C. Ad esempio, la temperatura di Ti-6AL-4V è di 850°C.
(2) Velocità di deformazione: i metalli con superplasticità hanno generalmente un tasso di deformazione lento. Questo perché ci vuole abbastanza tempo perché gli atomi si diffondono. Ad esempio, la velocità di deformazione di Ti-6AL-4V è 1,3×10-4 ~10-3 s-1.
(3) Struttura a grana ultra-fine: È necessario avere una struttura equiace e a grana fine, come la granulometria delle leghe di titanio inferiori a 3 mm.
Le tre condizioni di cui sopra, ad eccezione del fatto che la struttura del grano è determinata e garantita dalla natura della materia prima, la temperatura e il tasso di deformazione possono essere garantiti dalle attrezzature e dal processo di formatura superplastica.
1.2 Dae per formatura superplastica di lega di titanio
Poiché la temperatura di formatura superplastica della lega di titanio è generalmente compresa tra 700 °C e 1000 °C, ci sono requisiti speciali per le proprietà del materiale dello stampo, come una maggiore resistenza ad alta temperatura, una buona stabilità termica, un basso coefficiente di espansione termica e un basso prezzo del materiale. , Trasformazione e fabbricazione, ecc. Attualmente, ci sono principalmente leghe resistenti al calore, acciai resistenti al calore, ceramiche e stampi compositi rinforzati con fibra di carbonio. Ad esempio, uno stampo in materiale composito rinforzato con fibra di carbonio ha quasi la stessa resistenza alla deformazione a temperatura ambiente e un'alta temperatura di 1000 °C, e lo stampo in materiale composito rinforzato con fibra di carbonio è solo l'1% del peso dello stampo in acciaio resistente al calore; quando lo stampo del materiale composito rinforzato in fibra di carbonio viene raffreddato, la sua resistenza alla deformazione La velocità di restringimento è inferiore a quella della parte formata, il che facilita la sclassatura della parte; l'attrezzatura per la produzione di stampi dello stampo composito rinforzato in fibra di carbonio è economica.
1.3 Processo di formatura superplastica in lega di titanio
(1) Riscaldamento ad alta temperatura: la formatura superplastica in lega di titanio adotta generalmente il metodo di riscaldamento nel forno dello stampo, cioè lo stampo viene posto nel forno e riscaldato ad alta temperatura fino a quando non viene riscaldato alla temperatura di formatura superplastica, quindi la materia prima in lega di titanio viene messa nello stampo. La conduzione termica riscalda la materia prima in lega di titanio fino alla temperatura di formatura superplastica.
(2) Sigillatura: Poiché la formatura superplastica in lega di titanio è la formatura della pressione dell'aria, lo stampo e le materie prime in lega di titanio devono essere sigillati.
(3) Vuoto: Per garantire una buona filmatura delle parti in lega di titanio e proteggere le materie prime in lega di titanio, la cavità deve essere aspirata.
(4) Rivestimento protettivo a pennello: Poiché la temperatura di formatura superplastica della lega di titanio è molto elevata, al fine di prevenirne l'ossidazione e l'assorbimento dell'idrogeno, è necessario spazzolare uno strato di rivestimento protettivo sulla superficie della materia prima in lega di titanio per svolgere il ruolo di uno strato protettivo. Esistono anche alcuni requisiti speciali per i rivestimenti protettivi. Ad esempio, deve essere in grado di formare un film protettivo denso e avere una buona resistenza alle alte temperature, stabilità termica e lubricity. Non deve inquinare le parti in lega di muffa e titanio e il prezzo dovrebbe essere economico. È facile da spazzolare e pulire. L'acqua di grafite e la vernice ad alta temperatura sono più comunemente utilizzate.
(5) Inflazione: Poiché la formatura superplastica della lega di titanio è la formazione di pressione dell'aria, una certa pressione del gas inerte deve essere premuta nello stampo (al fine di evitare che la lega di titanio si ossida e assorba idrogeno ad alte temperature) e il tasso di inflazione dovrebbe essere lento.
