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超塑成形

  • 2009-8-28 9:42:05
  • 來源:中國鍛壓協(xié)會
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      采用超塑成形,能以噸位較小的設(shè)備和成本相對低廉的模具,加工形狀復(fù)雜的零件或用普通方法難以成形的材料,而且成形后的工件基本上沒有殘余應(yīng)力。但超塑成形的生產(chǎn)率不高,使用裝置及操作也比較復(fù)雜。
(一)真空成形法
      這是一種利用抽真空使處于超塑性狀態(tài)下的坯料吸附到模具上的工藝方法。它又可分為兩種: 
      (1)凸模真空成形法。該方法如圖1所示,是用來成形內(nèi)側(cè)尺寸準(zhǔn)確、形狀簡單的零件。
      (2)凹模真空成形法。該方法如圖2所示,是用來成形外形尺寸準(zhǔn)確、形狀簡單的零件。

      由于成形壓力<0.1MPa,真空成形法不適合成形板厚尺寸較大或高強(qiáng)度材料。

(二)氣壓成形法
      這是一種以壓縮氣體為工作介質(zhì),使處于超塑性狀態(tài)下的坯料依靠用脹形來巾模的工藝方法,如圖1所示。
      氣壓成形零件壁厚不均勻是工藝設(shè)計(jì)時最關(guān)鍵的問題之一,主要通過下列方法解決:
      (1)采用不均加熱方法,使易變薄的部位先處于較低的溫度,后產(chǎn)生變形。
      (2)利用摩擦條件,使易變薄的部位先與模具上的活動部分接觸,以增加摩擦,減小變形。
      (3)反復(fù)成形,即先反向自由脹形,再反向加壓使坯料與模具貼靠。也可以在非超塑性狀態(tài)下制作預(yù)成形件,再超塑成形。
      (4)采用變厚度坯料。

(三)模壓成形法
      這種方法是使用成對的模具加工處于超塑性狀態(tài)下的坯料。常用于精度要求較高的零件成形。
      模壓成形法對模具結(jié)構(gòu)有特殊要求,加工困難。

      模具材料
      選擇模具材料最重要的因素是材料的熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。下表給出常用模具材料。

常用模具材料

工作溫度

成形材料

模具材料

<30℃

鋅合金

Cr12、Cr12MoV、GCr15、T8、T10

300~500℃

鋁合金、銅合金

5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2

500~800℃

鋁合金、銅合金、鋼鈦

GH130、GH33、GH37

800~1000℃

鈦合金、鋼、不銹鋼、鎳合金

K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA

>1000℃

鎳合金

銅基合金

(四)超塑成形用潤滑劑
      超塑成形對潤滑劑有如下要求:
      (1)能防止工件氧化。
      (2)不粘模,便于工件脫模。
      (3)摩擦系數(shù)小。
      (4)不腐蝕工件和模具,容易清除。

      常用的潤滑劑見下表。

超塑成形用潤滑劑

潤滑劑

使用溫度

應(yīng)用范圍

硅油

<250℃

鋅合金

苯甲基硅油+石墨

<400℃

部分鋁合金

混合油

500℃

鋁合金、銅合金

水基石墨

500~800℃

銅合金、鋼

炭化硅高油漆

800~950℃

鈦合金


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