Titanyum Levhaların Süperplastik Oluşumu Nedir?

Titanyum alaşımlı levhalarOda sıcaklığında zayıf esneklik gösterirler ve şekillendirilmeleri zordur. Geleneksel şekillendirme yöntemleri sıklıkla karmaşık süreçler, yüksek maliyetler ve parça hassasiyetinin sağlanmasındaki zorluk gibi sorunlarla karşı karşıyadır. Titanyum alaşımlı levhalar için süperplastik şekillendirme teknolojisinin ortaya çıkışı bu durumu tamamen değiştirdi. Belirli koşullar altında malzemelerin olağanüstü plastikliğinden yararlanarak, karmaşık bileşenlerin entegre hassas şekilde şekillendirilmesini sağlayarak titanyum alaşımlarının geniş uygulama alanları için yeni yollar açar.

I. Süperplastik şekillendirmenin temel prensibi nedir?

"Belirli sıcaklık ve belirli gerinim hızı" koşulları altında sergilenen metal malzemelerin-"ultra{-yüksek uzama, boyun vermeme ve düşük akış gerilimi"-özelliklerinden yararlanır. Malzemenin kalıp boşluğuna sıkı bir şekilde yapışmasını sağlamak ve böylece istenilen şekle sahip parçalar elde etmek için dış kuvvet uygulanır. Titanyum alaşımlı levhalar için süper plastiklik genellikle belirli bir sıcaklık aralığında (genellikle titanyum alaşımının yeniden kristalleşme sıcaklığının 0,5-0,7 katı; örneğin Gr 5 titanyum alaşımı çoğunlukla 850-950 derecede kullanılır) ve düşük bir gerinim oranında etkinleştirilir. Malzemenin uzaması, oda sıcaklığında %20'nin altında bir seviyeden birkaç yüz ve hatta yüzde binin üzerine çıkarılarak karmaşık yapıların oluşturulması için yeterli plastik rezervi sağlanabilir.

II.Temel süperplastik şekillendirme teknolojileri nelerdir?

Titanyum alaşımlı levhaların süperplastik şekillendirilmesi, hava basıncıyla şekillendirme, vakumla şekillendirme ve kalıp preslemeyle şekillendirmeye odaklanır. Her süreç, özelliklerine göre farklı senaryolara uyarlanır ve temel bilgiler aşağıdaki gibidir:

1. Hava Basıncı Şekillendirme

En yaygın olarak kullanılan teknoloji, yüksek-sıcaklıktaki süper plastik titanyum alaşımlı levhayı kalıba doğru bastırmak için kuvvet aktarım ortamı olarak argon gibi inert gazları kullanır. İki türe ayrılır: üflemeli şekillendirme ve emmeli şekillendirme:

• Üfleme şekillendirme: Yüksek-basınçlı gaz, levhayı dişi kalıba uyacak şekilde iter; uçak-motor gövdeleri ve uçak kaplamaları gibi karmaşık kavisli kabuklar için uygundur;
• Emme şekillendirme: Basit ekipmanla ve düşük maliyetle negatif basınçla şekillendirme, küçük ve orta-boyutlu ince duvarlı parçaların seri üretimi için uygun-.
• Temel avantajlar: Düzgün kuvvet aktarımı, yerel incelmenin/çatlamanın önlenmesi, parçaların yüksek yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluğu ve basit ve dayanıklı kalıplar.

2. Vakum Şekillendirme

0,1 MPa'dan az veya buna eşit bir basınçla, levhanın her iki tarafındaki basınç farkı yoluyla levhayı oluşturmak için güç olarak yüksek vakum negatif basıncını kullanan, hava basıncıyla şekillendirmenin optimize edilmiş bir versiyonu:

• Uygulama senaryoları: Uzay aracı anten reflektörleri ve tıbbi hassas bileşenler gibi ince duvarlı basit yapısal parçalar;
• Temel avantajlar: Malzemeye çok az zarar vererek ve düşük ekipman maliyetiyle hassas şekillendirme; vakum, mekanik özelliklerin sağlanması için yüksek-sıcaklık oksidasyonunu önler; entegre "oluşturma-birleştirme" (örneğin, çok-katmanlı bal peteği yapısal parçaları) elde etmek için difüzyon bağlama ile birleştirilebilir.

3. Kalıp Presleme Şekillendirme

Sac, üst ve alt kalıplardan gelen doğrudan basınçla deforme edilir ve kusurları azaltmak için sıklıkla izotermal şekillendirme teknolojisiyle (kalıp ve sac aynı sıcaklıktadır) birleştirilir:

• Uygulama senaryoları: Büyük uçak çerçeveleri ve füze gövdeleri gibi karmaşık/büyük-boyutlu, yüksek-hassas parçaların seri üretimi;
• Temel avantajlar: Hızlı şekillendirme ve yüksek verimlilik, çıkıntılar ve kaburgalar gibi karmaşık yapıları gerçekleştirme becerisi; izotermal teknoloji düzensiz deformasyonu ve iç gerilimi önler;
• Notlar: Kalıp malzemesi ve hassasiyete yönelik yüksek gereksinimler, yüksek üretim maliyetlerine neden olur.