Procés de formació superplàstic i aplicació d'aliatge de titani
L’aliatge de titani té els avantatges de resistència a la fatiga, resistència específica elevada, resistència a la corrosió i resistència a altes temperatures, certes prestacions de memòria de forma, propietats mecàniques superiors, propietats químiques estables, etc., i s’ha utilitzat cada cop més en l’àmbit aeroespacial, químic i químic. camps. No obstant això, els aliatges de titani també presenten deficiències com ara un mòdul elàstic baix, una gran resistència a la deformació en fred, una alta proporció de rendiment, poca plasticitat, rebot greu i un rendiment de treball en fred deficient, que faciliten la producció de forn anisòtrop i rebot després del processament. Per tant, estudiosos i experts de diversos països han reforçat la investigació sobre la superplasticitat dels aliatges de titani. L'anomenada superplasticitat es refereix al fenomen que el material presenta una resistència reològica inusualment baixa i propietats reològiques inusualment elevades en determinades condicions internes i externes.
1. Procés de conformació superplàstic d'aliatge de titani
1.1 Condicions per a la formació superplàstica d'aliatge de titani
(1) Temperatura: temperatura de deformació constant. La temperatura de diferents aliatges de titani és diferent, però el rang aproximat oscil·la entre els 700 i els 1000 ℃. Per exemple, la temperatura del Ti-6AL-4V és de 850 ° C.
(2) Velocitat de deformació: els metalls amb superplasticitat solen tenir una velocitat de deformació lenta. Això es deu al fet que es necessita prou temps perquè els àtoms es difonguin. Per exemple, la velocitat de deformació de Ti-6AL-4V és 1,3 × 10-4 ~ 10-3 s-1.
(3) Estructura de gra ultra fi: es requereix una estructura de gra fi equiaxat, com la mida del gra dels aliatges de titani de menys de 3 mm.
Les tres condicions anteriors, excepte que l'estructura del gra estigui determinada i garantida per la naturalesa de la matèria primera, la temperatura i la velocitat de deformació poden ser garantits per l'equip i procés de conformació superplàstic.
1.2 Matriu per a la formació superplàstica d'aliatge de titani
Com que la temperatura de conformació superplàstica de l'aliatge de titani és generalment d'entre 700 ° C i 1000 ° C, hi ha requisits especials per a les propietats del material del motlle, com ara una resistència a alta temperatura més bona, una bona estabilitat tèrmica, un coeficient d'expansió tèrmica baix i baix preu del material. , Processament i fabricació, etc. Actualment, hi ha principalment aliatges resistents a la calor, acers resistents a la calor, ceràmica i motlles compostos reforçats amb fibra de carboni. Per exemple, un motlle de material compost reforçat amb fibra de carboni té gairebé la mateixa resistència a la deformació a temperatura ambient i una temperatura alta de 1000 ℃, i el motlle de material compost compost de fibra de carboni només suposa l’1% del pes del motlle d’acer resistent a la calor; quan es refreda el motlle de material compost reforçat amb fibra de carboni, la seva resistència a la deformació La taxa de contracció és inferior a la de la peça formada, cosa que facilita el desemmotllament de la peça; l’equip de fabricació de motlles del motlle compost de fibra de carboni és barat.
1.3 Procés de formació superplàstic d'aliatge de titani
(1) Escalfament a alta temperatura: la formació superplàstica d'aliatge de titani adopta generalment el mètode d'escalfament al forn del motlle, és a dir, el motlle es col·loca al forn i s'escalfa a alta temperatura fins que s'escalfa a la temperatura del conformat superplàstic, i després la matèria primera d'aliatge de titani es posa al motlle. La conducció de calor escalfa la matèria primera d'aliatge de titani a la temperatura de formació superplàstic.
(2) Segellat: Com que la formació superplàstica d'aliatge de titani és la pressió de l'aire, s'ha de segellar el motlle i les matèries primeres d'aliatge de titani.
(3) Aspiració: per assegurar un bon rodatge de les peces d'aliatge de titani i protegir les matèries primeres d'aliatge de titani, s'ha d'aspirar la cavitat.
(4) Recobriment protector de raspall: atès que la temperatura de formació superplàstica de l’aliatge de titani és molt elevada, per evitar la seva oxidació i absorció d’hidrogen, és necessari raspallar una capa de recobriment protector a la superfície de la matèria primera d’aliatge de titani per jugar a paper d’una capa protectora. També hi ha certs requisits especials per als recobriments de protecció. Per exemple, ha de poder formar una pel·lícula protectora densa i tenir una bona resistència a les altes temperatures, estabilitat tèrmica i lubricitat. No ha de contaminar el motlle ni les peces d'aliatge de titani i el preu ha de ser barat. És fàcil de rentar i netejar. L’aigua de grafit i la pintura a alta temperatura són els més utilitzats.
(5) Inflació: atès que la formació superplàstica de l'aliatge de titani és la pressió de l'aire, cal pressionar una determinada pressió de gas inert al motlle (per evitar que l'aliatge de titani s'oxidi i absorbeixi hidrogen a altes temperatures) i la inflació la taxa hauria de ser lenta.
