鈦及鈦合金板材的6種常用成形技術
發(fā)布日期:2020-9-8 22:33:54
鈦板主要分為純鈦板和鈦合金板兩種,純鈦板主要應用于加工表帶、表扣、板式換熱器換熱管、沖鈦網(wǎng)、電除塵裝置的陰極線/電暈線(石油儲罐)、電鍍槽、鈦鋼復合板、大型鈦設備(換熱器、反應釜)、鈦板靶、管板/盲板、法蘭等。鈦合金板,主要為TC4鈦板,主要應用于加工各種刀具,電廠除塵用聲波吹灰器膜片。有關鈦合金板材的成形技術,科輝鈦業(yè)給大家分享如下:
1、無模多點成形技術
無模多點成形技術是近年發(fā)展的一種先進的模壓成形技術。它是借助無模多點成形機進行模壓成形的新技術。
無模多點成形機的核心技術在于,它將模具表面劃分成大量密集的空間上的點,每個點都是無模多點成形機上相應絲杠的端點,每根絲杠的露出長度可單獨調(diào)節(jié),通過計算機的控制可以任意調(diào)節(jié)各根絲杠長度,從而構成所需的任何模具曲面。此技術是借助高度可調(diào)整的基本體群構成離散的上下模具表面來替代傳統(tǒng)的上下固定模具進行三維曲面的成形技術。由于基本體群是以多觸點的方式與板材相接觸,故稱無模多點成形。
顯然,無模多點成形技術具有很大的優(yōu)越性,它摒棄了以往模壓成形用的大量固定式成形模具,省卻了價高的模具制造費用,零部件的制造精度高,制造周期大大縮短。雖然一次性投資購買無模多點成形機的費用較高,但與全壽期的生產(chǎn)效益相比卻是合算的。
2、拉形技術
拉形技術主要用于成形雙曲蒙皮類零件。拉形工藝主要分為兩種:包覆拉形和拉包成形。包覆拉形主要用于成形簡單曲率蒙皮零件,其工藝過程如下:將毛料包覆在模具上,然后進行補拉。拉包成形是將毛料首先預拉,然后恒力包覆等零件完全包覆模具后,施加補拉。
國外數(shù)控蒙皮拉形機基本可以分為4類:橫拉機、縱拉機、縱橫合一綜合拉形機以及轉臂式拉形機。典型的如法國ACB公司生產(chǎn)的FET型橫拉機, 其最大成形力可達到2.5×106kgf, 它有4個獨立水平油缸和4個獨立垂直油缸, 控制一對夾鉗進行板材拉伸。法國ACB公司FEL縱拉機的最大成形力達到2×106kgf, 其夾鉗包括多個夾鉗塊, 每個夾鉗塊可以相對轉動, 以使夾鉗順應零件端面外形, 設備如圖1所示。美國Cyril Bath公司VTL型縱橫合一綜合拉形機既可進行橫向拉伸成形,又可進行縱向拉伸成形,還可以通過更換夾鉗實現(xiàn)型材的拉彎成形。L&F公司生產(chǎn)的轉臂式拉形機如圖2所示。
圖1 法國ACB公司FEL縱拉機
圖2 L&F公司生產(chǎn)的轉臂式拉形機
3、橡皮成形技術
橡皮成形技術包括橡皮墊成形技術和橡皮囊成形技術兩種。橡皮墊成形過程中,半模(凸;虬寄)與毛料放置于工作臺上,工作臺進人液壓機。橡皮墊(多層橡皮)及其容框固定于液壓機上端,工作臺對橡皮墊施加壓力。在高壓下橡皮墊表現(xiàn)出流體特性,對零件全表面施加均勻的壓力。
法國ACB公司、美國Cyril Bath公司生產(chǎn)的橡皮墊成形機床如圖3所示, 最大噸位達到12500t, 最大成形壓力達到100MPa。
橡皮囊成形液壓機的容框和工作臺組成一密封的空間。成形模、毛料和作通用半模的橡皮都放在此空間中。裝在容框內(nèi)作通用半模用的橡皮不是實心橡皮,而是由一塊厚橡皮(外胎)和一個裝滿油的橡皮囊(也常稱內(nèi)胎)兩部分組成的。向囊內(nèi)通人高壓油,高壓油將使橡皮囊膨脹,從而迫使橡皮外胎充滿工作臺內(nèi)的所有空間,把毛料包貼在成形模上。卸壓后,需把工作臺拉出機床框架,才能更換毛料和模具。
橡皮囊成形又可分為凸模成形、凹模成形和切邊等工藝。凸模和凹模成形就是讓橡皮囊相當于凹;蛲鼓,讓工作臺上的模具充當凸模或凹模。切邊工藝要求模具的邊角更尖銳, 同時拉伸的深度要足夠, 這樣就可以進行切邊。瑞典AV URE公司生產(chǎn)的橡皮囊液壓機床如圖4所示,其工作臺面最大達1.8m×4m,成形壓力最大達到140MPa。
圖3 橡皮墊成形機床
圖4 橡皮囊液壓機床
4、噴丸成形技術
噴丸成形技術是利用高速彈丸流撞擊金屬板材的表面,使受撞擊的表面及其下層金屬材料產(chǎn)生塑性變形而延伸,從而逐步使板材發(fā)生向受噴面凸起或凹下的彎曲變形而達到所需外形的一種成形方法。如果零件曲率過大,自由噴丸無法成形其外形,就需要預應力噴丸。噴丸成形過程如圖5所示。
德國KSA公司與瑞士Baik erA G合作為Airbus提供了世界上最大的噴丸成形機床, 其噴丸室尺寸為13.5m×4.5mX6m,可成形11m×3.1m×1.5m尺寸的零件。搭載噴丸頭的機器人在6個自由度上的定位精度是0.1mm。
圖5 噴丸成形過程
5、熱沖壓成形技術與裝備
熱沖壓成形工藝分為非等溫熱沖壓工藝和等溫熱沖壓工藝。非等溫熱沖壓工藝指只加熱模具或只加熱板料的成形工藝。而等溫熱沖壓指模具和板料都加熱到同一溫度,然后進行成形的工藝。法國ACB和美國Cyril Bath、Accu dyne等公司都制造這種專用熱成形裝備, 見圖6。
6、超塑成形/擴散連接技術與裝備
超塑成形/擴散連接技術(SPF/DB) 是利用某些材料在某一特定溫度區(qū)間內(nèi)同時具備超塑性和擴散連接性的特點,在一次熱循環(huán)中完成超塑成形和擴散連接,從而制造出帶有空心夾層整體結構的一種成形方法。該技術制造的整體結構具有成形性好、設計自由度大、成形精確、無殘余應力、零件數(shù)量少等優(yōu)點,在減輕飛行器結構重量、降低生產(chǎn)成本等方面也顯示出極大的優(yōu)越性。法國ACB和美國Cyril Bath、Accu dyne等公司都制造這種專用超塑成形裝備。SPF/DB專用設備如圖7所示。
圖6 熱沖壓成形裝備
圖7 SPF/DB專用設備