Pressen und Formen: Präzise Kontrolle von Temperatur und Verformung
Im Vergleich zu Stahl und Aluminium ist das Pressen von Titanplatten und Titanlegierungen schwieriger. Um die Bildung komplexer Formen zu erreichen, sind eine präzise Temperaturkontrolle und kombinierte Prozesse erforderlich. Die Klassifizierung seiner Prozesse und wichtigen technischen Punkte ist wie folgt:
1. Kaltumformung:
Anforderungen an die Bedingungen: Wandstärke < 2 mm, Verformungsgrad < 15 % und Biegeradius > 5-fache Plattendicke.
Verarbeitungsoptimierung: Nach dem Kaltpressen ist das abschließende Glühen (Hitzehalten bei 600–650 Grad für 2 Stunden) erforderlich, um Restspannungen zu beseitigen und Risse zu verhindern.
2. Warmumformung:
Warmumformung bei niedriger-Temperatur (200 -350 Grad): Der Verformungsgrad kann 40 % erreichen, geeignet für Knüppel mittlerer Dicke (z. B. Köpfe von chemischen Geräten).
High-temperature hot forming (600-800℃): Deformation amount > 50%, fit for thick plates (>10 mm) oder komplexe Strukturbauteile (z. B. Flugzeugmotorenräume).
Heizmethode: Der Rohling wird zuerst auf die Zieltemperatur und dann auf 150–200 Grad erhitzt, um Temperaturunterschiedsspannungen zu reduzieren.
3. Post-Heißkorrektur durchführen:
Prozessablauf: Zuerst kaltpressen, um das vorgeformte Teil herzustellen, dann zur Korrektur in einem speziellen Gerät auf 450–500 Grad erhitzen, um Rückfederung und Restspannung zu beseitigen.
Vorteile: Durch die Kombination der Effizienz des Kaltpressens mit der Genauigkeit der Heißkorrektur eignet es sich für hochpräzise Werkstücke (z. B. medizinische Implantate).
Anwendungsfall: Ein Luft- und Raumfahrtunternehmen nutzte das Warmumformverfahren zur Herstellung von Flügelpaneelen aus Titanlegierung bei 750 Grad und erreichte dabei einen einzelnen Verformungsgrad von 60 %, eine Oberflächenrauheit Ra < 0,8 μm und eine Gewichtsreduzierung um 40 % im Vergleich zu herkömmlichen Stahlpaneelen.
Blasformen: Integrierte Multiprozess-Präzisionsfertigung
Durch die kontinuierliche Verformung des Werkstücks und des rotierenden Werkzeugs wird beim Blasformen eine hohe Präzision und ein geringer Materialverbrauch erreicht. Seine Hauptvorteile und technischen Punkte sind wie folgt:
1. Verbesserung der Materialausnutzung:Durch das Blasformen können 20 bis 50 % Material eingespart werden, was besonders für die Verarbeitung von Edelmetall-Titanmaterialien (z. B. Treibstofftanks für Raumfahrzeuge) geeignet ist.
2. Optimierung der Oberflächenqualität:Die Oberflächenrauheit des Produkts beträgt Ra < 0,4 μm, die Maßhaltigkeit beträgt ±0,1 mm und eine Nachbearbeitung ist nicht erforderlich.
3. Prozessklassifizierung:
Konventionelles Blasformen: Geeignet für dünnwandige zylindrische Teile (Wandstärke < 5 mm), wobei die Formkontrolle durch mehrere Verformungsstufen erreicht wird.
Hochfestes Blasformen: Geeignet für dickwandige Teile (Wandstärke > 10 mm), wobei eine einzelne Verformungsstufe 50 % erreicht, die Verarbeitungshärtung muss jedoch kontrolliert werden.
Anwendungsfall: Ein Satellitenantriebssystem stellte mittels Blasformen Gasflaschen aus Titanlegierung her, wodurch die Wandstärke von 15 mm auf 8 mm reduziert wurde, wodurch eine Gewichtsreduzierung von 47 % erreicht wurde und der Berstdruck das 1,5-fache des Auslegungswerts erreichte.