Hoe werkt superplastisch vormen voor platen van titaniumlegering?

Titaniumlegeringen vertonen een slechte plasticiteit bij kamertemperatuur-, een hoge vervormingsweerstand en een aanzienlijke terugvering. Conventionele stans- en buigprocessen hebben de neiging scheuren en onnauwkeurigheden in de afmetingen te veroorzaken bij het vervaardigen van complexe dun- componenten met wanden. Superplastische vormingstechnologie pakt dit pijnpunt aan: door de temperatuur en de reksnelheid te reguleren om de superplasticiteit van te activerentitanium legeringen, kan de plaat een aanzienlijke rek ondergaan zonder dat deze insnoert of breekt, waardoor nauwkeurig vormen via een stroperige stroming met lage- druk mogelijk is.

 

 

1. Basisprincipe

De titaniumlegeringsplaat wordt vastgeklemd en verwarmd tot de superplastische temperatuur.
Lucht tussen de plaat en de matrijs wordt geëvacueerd om negatieve druk te vormen, en de plaat met hoge temperatuur wordt door atmosferisch drukverschil gedwongen zich aan te passen aan de matrijs voordat deze wordt afgekoeld en gevormd.
Omdat het een statisch vormingsproces bij lage- druk is dat afhankelijk is van een stroperige materiaalstroom, is er geen gasbron onder hoge- druk vereist.

 

2. Twee procesclassificaties

• Het vel hecht zich aan het buitenoppervlak van de stempel voor nauwkeurige controle van de afmetingen van de interne componenten.
• De plaat wordt geadsorbeerd op de binnenwand van de matrijs voor nauwkeurige controle van de externe componentafmetingen.

 

3. Procesvoordelen

• Eenvoudige uitrusting, gemakkelijke bediening, lage kapitaalinvestering en matrijzenlijtage; geschikt voor kleine-tot-middelgrote serieproductie van grote-dunne- onderdelen met eenvoudig gebogen oppervlakken.
• Lage en uniforme vormdruk met zachte vervorming, vrij van spanningsconcentratie; afgewerkte onderdelen hebben geen terugvering en een uitstekende oppervlaktekwaliteit.
• Het vormen wordt uitgevoerd in een afgesloten, schone omgeving, waardoor oxidatie en vervuiling bij hoge temperaturen van titaniumlegeringen worden beperkt en de mechanische eigenschappen worden gestabiliseerd.

 

4. Procesbeperkingen

De maximale drijvende kracht is de standaard atmosferische druk, wat resulteert in een laag drukplafond. Dit proces is alleen van toepassing op ondiep-getrokken dun-wandige onderdelen met zachte radialen, en kan geen componenten met diepe- holtes, onderdelen met zware vervorming, complexe bochten of speciaal-gevormde gebogen oppervlakken vervaardigen.

 

 

1. Kernpositionering

Het reguliere superplastische vormproces voor complexe dun{0}}wandige componenten van titaniumlegeringen, dat onvoldoende aandrijfkracht bij vacuümvormen compenseert en geschikt is voor de bewerking van complexe onderdelen met hoge-precisie en grote vervorming.

 

2. Procesprincipe

De titaniumlegeringsplaat wordt hermetisch gefixeerd en verwarmd tot de superplastische temperatuur. Inert gas met een hoge-zuiverheid, zoals argon, wordt aan één of beide zijden van de plaat geïntroduceerd. De gasdruk en de reksnelheid worden nauwkeurig gecontroleerd om de plaat te laten uitrekken, uitzetten en zich aan te passen aan de matrijsholte. Door te vertrouwen op de superplastische viskeuze stroming van titaniumlegeringen, vermijdt de gradiëntdrukregeling het plaatselijk dunner worden en barsten van de plaat, waardoor precisievorming met grote vervormingen wordt gerealiseerd.

 

3. Kernvoordelen

• Groot aanpasbaar gasdrukbereik en sterke vormingskracht, geschikt voor het vervaardigen van onderdelen met een hoge-trekverhouding, speciaal-gevormde gebogen componenten en dun- holle structuren.
• Kan worden gecombineerd met vacuümvormen: vacuümadsorptie wordt eerst toegepast om rimpels te elimineren voor het voorbereidende vormen, gevolgd door hoge-drukverhoging voor nauwkeurig vormen, waardoor de vormkwaliteit en maatnauwkeurigheid van componenten aanzienlijk worden verbeterd.
• Uniforme plaatvervorming met regelbare wanddikte, vrij van restspanningen; componenten leveren superieure vermoeidheidsprestaties en stabiele mechanische eigenschappen.

 

4. Procesbeperkingen

• Er zijn hoge-precieze gasdrukcontrolesystemen en afgedichte vormapparatuur nodig, die gepaard gaan met een hoog verbruik van inert gas en hoge energiekosten voor de productie.
• Strenge eisen voor parametercontrole; kleine afwijkingen in de gasdruk of de houdtijd kunnen leiden tot overmatige plaatselijke verdunning of onvolledige vorming.
• Relatief lange totale vormingscyclus.

 

 

1. Procesdefinitie

Ook bekend als matched matrijsvorming, bereikt het superplastische vorming van platen van titaniumlegering met behulp van gepaarde bovenste en onderste stijve matrijzen. In tegenstelling tot het vormen onder vacuüm en onder gasdruk, waarbij gebruik wordt gemaakt van een enkele matrijs, behoort het tot het vormen van stijve matrijzen.

 

2. Vormingsprincipe

De plaat wordt verwarmd tot de superplastische temperatuur en tussen passende stempel en matrijs geplaatst. Hydraulisch vermogen zorgt ervoor dat de matrijs langzaam sluit, en mechanische druk in combinatie met superplasticiteit van het materiaal dwingt de plaat om in de holtecontour te passen voor het nauwkeurig vormen van componenten in één- stap.

 

3. Kernvoordelen

• Dubbele-matrijsbeperking en regelbare mechanische druk zorgen voor een hoge vormnauwkeurigheid.
• Geen bovengrens voor vormdruk; Stijve matrijsbeperkingen verminderen verschuivingen, contourvervorming en ongelijkmatige wanddikte, waardoor superieure geometrische tolerantieprestaties worden geboden.
• Nauwkeurige controle van vervormingspaden, compatibel met dun-wandige onderdelen en complexe structuren met groeven, nokken en verstevigingsribben.
• Hoge vormefficiëntie, stabiele massaproductie en uitstekende consistentie van eindproducten.

 

4. Procesbeperkingen

Er zijn op elkaar afgestemde matrijzen met hoge-precisie vereist, wat leidt tot hoge kosten voor de productie en inbedrijfstelling van de matrijzen, met grote investeringen vooraf.

Er treedt ernstige wrijving op tussen de plaat en de matrijs; onvoldoende smering kan krassen op het oppervlak veroorzaken.

Slecht aanpassingsvermogen voor extra-grote- dunwandige- onderdelen met grote krommingen als gevolg van ongelijkmatige spanningsverdeling, inferieur aan gasdrukvorming.

 

 

Ruihang levert als directe fabrikant van titaniumproducten grondstoffen van optimale kwaliteit voor de productie van uw precisiecomponenten. Als u aankoopbehoeften heeft, neem dan gerust contact met ons op via e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com