Titāna sakausējuma plākšņu superplastmasas formēšanas tehnoloģijai kā galvenajam procesam sarežģītu strukturālo daļu ražošanā ir liela nozīme kosmosa, automobiļu rūpniecībā un citās jomās. Šis raksts sniedz profesionālu skaidrojumu un tehnisko analīzi par trīs galvenajām šīs tehnoloģijas metodēm: vakuumformēšana, pneimatiskā formēšana (pūšanas formēšana) un formēšana (savienojošā formēšana).
Vakuuma formēšanas metode: zema-spiediena precīza formēšana
Vakuuma formēšana būtībā ir atmosfēras spiediena starpības izmantošana, lai realizētu plākšņu formēšanu, kas pieder zema spiediena -veidošanas kategorijai, ko var iedalīt štancēšanas formā un ieliektā formā.
Perforācijas metode: plāksne, kas uzkarsēta līdz superplastiskai temperatūrai, tiek adsorbēta uz perforatora ar detaļas iekšējās formas īpašībām, kas ir piemērota dziļām dobuma daļām, kurām nepieciešama augsta izmēru precizitāte iekšpusē. Ražojot kosmosa kuģa precīzas konstrukcijas daļas, šī metode var efektīvi kontrolēt profila precizitāti un sienu biezuma sadalījumu, lai izpildītu izmēru stabilitātes prasības ekstremālos darba apstākļos.
Ieliektās formas metode: plāksne tiek adsorbēta uz ieliektās formas atbilstoši detaļas formai, un to galvenokārt izmanto sekla dobuma daļām ar augstu izmēru precizitāti. Automobiļu ārējo detaļu jomā šī metode var nodrošināt labu virsmas kvalitāti un formas konsekvenci, kas veicina vieglas un integrētas liešanas realizāciju.
Tehniskās īpašības un ierobežojumi: tikai aptuveni . 0.1 MPa vakuuma formēšanas spiediens ir atkarīgs no materiāla superplastiskās izturēšanās daļām ar plānām plāksnēm (parasti < 2 mm biezām) un gludām izliekuma izmaiņām. Detaļām ar lielu biezumu vai sarežģītām konstrukcijām formēšanas jauda ir ierobežota, un ir nepieciešama procesa optimizācija un materiālu modifikācijas, lai paplašinātu to pielietojuma diapazonu.
Gaisa spiediena formēšanas metode (pūšanas formēšanas metode): elastīga formēšana zem regulējama gaisa spiediena
Pneimatiskā spiediena formēšana izmanto kontrolētu spiedienu, izmantojot inertu gāzi (piemēram, argonu), lai pakāpeniski ievietotu plāksni superplastiskā stāvoklī veidnē, kas ir sadalīta divās kategorijās: brīvā izpūšanas formēšana un veidņu pūšanas formēšana.
Bezmaksas formēšana ar pūšanu: nav nepieciešama veidne, plāksne tiek brīvi paplašināta ar gaisa spiedienu, un to bieži izmanto sfēriskām, pārsega -formas un citām asimetriskām daļām. Tās priekšrocības ir zemas pelējuma izmaksas un īss cikla laiks, bet formas kontrole ir atkarīga no procesa parametru pielāgošanas, kas ir piemērota izmēģinājuma ražošanai vai nelielai partiju ražošanai.
Veidņu izpūšanas formēšana:
Perforācijas veidošana: gaisa spiediens iedarbojas uz plāksnes ārpusi, liekot tai aptīties ap perforatoru. Detaļas iekšējai formai ir augsta precizitāte un liela dziļuma-pret-platuma attiecība, taču noformēšanas grūtības un materiāla izmantošana ir zema, un dibenu ir viegli sabiezēt.
Ieliektas veidnes veidošana: gaisa spiediens iedarbojas uz plāksnes iekšpusi, lai tā ietilptu ieliektā modeļa dobumā. Daļas formai ir augsta precizitāte, viegla demontāža un augsta materiāla izmantošana, taču malu attiecība ir ierobežota un apakšas biezums ir salīdzinoši mazs.
Procesa priekšrocības: Pneimatiskā formēšana var regulēt spiedienu diapazonā no 0,3 līdz 2,0 MPa, lai pielāgotos sarežģītākām ģeometriskām un lielākām deformācijām. Berze ir maza un sprieguma stāvoklis deformācijas procesā ir vienmērīgs, kas veicina materiāla veidošanās robežas konsekvenci un detaļu mehāniskās īpašības.
Formēšanas metode (savienojuma formēšana): augstas -precizitātes kontaktu formēšana
Formēšana tiek pakļauta spiedienam, kad augšējā un apakšējā presforma ir aizvērta, un tiek veidota ar ļoti zemu deformācijas ātrumu (parasti 10⁻⁴–10⁻³ s⁻¹) superplastiskā temperatūrā. Lai gan teorētiski ir pieejamas augstas-precizitātes, augstas{4}virsmas kvalitātes detaļas, tiek izvirzīti šādi izaicinājumi:
Veidnei ir jābūt ar labu termisko stabilitāti un šļūdes pretestību augstās temperatūrās, un tā parasti ir izgatavota no niķeļa{0}}sakausējumiem vai keramikas materiāliem.
Prasības veidņu piemērotības precizitātei ir ārkārtīgi augstas, īpaši sarežģītiem profiliem, apstrādes grūtības un izmaksas ievērojami palielinās;
Veidošanas procesā ir stingri jākontrolē berzes un temperatūras sadalījums starp plāksni un veidni, lai izvairītos no lokālas retināšanas vai plaisāšanas.
Tāpēc pašlaik šis process galvenokārt tiek izmantots eksperimentālai izpētei vai īpašām augstas{0}precizitātes detaļām, un rūpnieciskai izmantošanai joprojām ir vajadzīgi turpmāki sasniegumi veidņu tehnoloģijā un eļļošanas apstākļos.
Procesa izvēle un perspektīvas
Faktiskajā ražošanā procesa izvēle jāveic saskaņā ar strukturālajām īpašībām, precizitātes prasībām, partiju un detaļu izmaksām:
Vakuuma formēšana: piemērota plānu plākšņu sekla dobuma vai dziļa dobuma precīzām daļām, koncentrējoties uz izmaksu kontroli un virsmas kvalitāti;
Pneimatiskā formēšana: piemērota sarežģītām trīsdimensiju formām, vidējām un smagām plāksnēm un konstrukcijas daļām, kurām nepieciešama vienmērīga deformācija;
Liešana: pašlaik tiek izmantota tikai testēšana un nelielas -partijas augstas precizitātes{1}}detaļas, un nākotnē, attīstot veidņu tehnoloģiju, var būt vietas uzlabojumiem.
Superplastiskās formēšanas tehnoloģija attīstās kompozītmateriālu procesu (piemēram, karstās formēšanas-superplastisko kompozītmateriālu formēšanas) virzienā, inteliģentu procesa vadību (pamatojoties uz skaitlisku simulāciju un reāllaika uzraudzību) un jaunu titāna sakausējumu (augstas-deformācijas pakāpes superplastmasas materiālu) izstrādi, kas vēl vairāk paplašinās visu vieglo un integrēto tāna struktūru pielietojuma jomu.