Come funziona la formatura superplastica per i fogli di leghe di titanio?

Le leghe di titanio presentano scarsa plasticità-a temperatura ambiente, elevata resistenza alla deformazione e significativo ritorno elastico. I processi convenzionali di stampaggio e piegatura tendono a causare fessurazioni e imprecisioni dimensionali durante la fabbricazione di componenti complessi a pareti sottili-. La tecnologia di formatura superplastica affronta questo punto dolente: regolando la temperatura e la velocità di deformazione per attivare la superplasticità delleghe di titanio, il foglio può subire un allungamento sostanziale senza strizione o frattura, consentendo una formatura di precisione tramite un flusso viscoso a bassa-pressione.

 

 

1. Principio fondamentale

Il foglio di lega di titanio viene bloccato e riscaldato alla temperatura superplastica.
L'aria tra il foglio e lo stampo viene evacuata per formare una pressione negativa e il foglio ad alta-temperatura è costretto a conformarsi allo stampo dalla differenza di pressione atmosferica prima del raffreddamento e della modellatura.
Essendo un processo di formatura statica a bassa-pressione che si basa sul flusso di materiale viscoso, non richiede alcuna fonte di gas ad alta-pressione.

 

2. Due classificazioni di processo

• Il foglio aderisce alla superficie esterna del punzone per un controllo preciso delle dimensioni dei componenti interni.
• Il foglio viene adsorbito sulla parete della cavità interna dello stampo per un controllo preciso delle dimensioni dei componenti esterni.

 

3. Vantaggi del processo

• Attrezzatura semplice, funzionamento conveniente, investimento di capitale basso e usura dello stampo; adatto per la produzione in lotti da piccoli-a-medi di parti di-pareti sottili-di grandi dimensioni con superfici curve semplici.
• Pressione di formatura bassa e uniforme con deformazione delicata, priva di concentrazione di stress; le parti finite hanno un ritorno elastico pari a zero e un'eccellente qualità della superficie.
• La formatura viene effettuata in un ambiente sigillato e pulito, attenuando l'ossidazione e la contaminazione ad alta-temperatura delle leghe di titanio e stabilizzando le proprietà meccaniche.

 

4. Limitazioni del processo

La forza motrice massima è la pressione atmosferica standard, con conseguente soffitto a bassa pressione. Questo processo è applicabile solo a parti con pareti sottili-disegnate poco profonde-con radianti delicati e non può fabbricare componenti con cavità-profonde, parti con deformazioni pesanti, piegature complesse o superfici curve con forme-speciali.

 

 

1. Posizionamento centrale

Il tradizionale processo di formatura superplastica per componenti complessi in lega di titanio-a pareti sottili, che compensa la forza motrice insufficiente nella formatura sotto vuoto e si rivolge alla lavorazione di parti complesse ad alta-precisione con grande deformazione.

 

2. Principio del processo

Il foglio di lega di titanio è fissato ermeticamente e riscaldato alla temperatura superplastica. Su uno o entrambi i lati del foglio viene introdotto un gas inerte-di elevata purezza, come l'argon. La pressione del gas e la velocità di deformazione sono controllate con precisione per spingere la lamiera ad allungarsi, espandersi e conformarsi alla cavità dello stampo. Basandosi sul flusso viscoso superplastico delle leghe di titanio, il controllo della pressione del gradiente evita l'assottigliamento e la rottura localizzati della lamiera, realizzando una formatura di precisione con grande deformazione.

 

3. Vantaggi principali

• Ampia gamma regolabile di pressione del gas e forte forza motrice di formatura, in grado di produrre parti con rapporti di imbutitura profondi, componenti curvi con forme speciali e strutture cave con pareti sottili.
• Può essere combinato con la formatura sotto vuoto: l'asorbimento sotto vuoto viene prima applicato per eliminare le rughe per la modellatura preliminare, seguito da un aumento di alta-pressione per la formatura di precisione, migliorando notevolmente la qualità della formatura e l'accuratezza dimensionale dei componenti.
• Deformazione uniforme della lamiera con spessore di parete controllabile, esente da tensioni residue; i componenti offrono prestazioni di fatica superiori e proprietà meccaniche stabili.

 

4. Limitazioni del processo

• Sono necessari sistemi di controllo della pressione del gas ad alta-precisione e apparecchiature di formatura sigillate, accompagnati da un elevato consumo di gas inerte e da ingenti costi energetici di produzione.
• Requisiti rigorosi per il controllo dei parametri; piccole deviazioni nella pressione del gas o nel tempo di mantenimento possono portare ad un eccessivo assottigliamento localizzato o ad una formatura incompleta.
• Ciclo di formatura complessivo relativamente lungo.

 

 

1. Definizione del processo

Noto anche come formatura a stampo abbinato, consente la formatura superplastica di fogli di lega di titanio utilizzando stampi rigidi superiore e inferiore accoppiati. Distinta dalla formatura sotto vuoto e a pressione di gas che impiega un unico stampo, appartiene alla formatura plastica con stampo rigido.

 

2. Principio di formazione

La lastra viene riscaldata alla temperatura superplastica e posizionata tra punzone e matrice accoppiati. La potenza idraulica spinge lo stampo a chiudersi lentamente, mentre la pressione meccanica combinata con la superplasticità del materiale costringe il foglio ad adattarsi al contorno della cavità per la formatura di precisione dei componenti in un unico passaggio.

 

3. Vantaggi principali

• La doppia- limitazione della matrice e la pressione meccanica controllabile garantiscono un'elevata precisione di formatura.
• Nessun limite superiore alla pressione di formatura; i vincoli rigidi dello stampo riducono lo spostamento, la distorsione del contorno e lo spessore irregolare delle pareti, offrendo prestazioni di tolleranza geometrica superiori.
• Controllo preciso dei percorsi di deformazione, compatibile con parti a pareti sottili-e strutture complesse con scanalature, sporgenze e nervature di rinforzo.
• Elevata efficienza di formatura, produzione di massa stabile ed eccellente consistenza dei prodotti finiti.

 

4. Limitazioni del processo

Sono necessari stampi abbinati ad alta-precisione, il che comporta costi elevati per la produzione e la messa in servizio degli stampi con ingenti investimenti iniziali.

Si verifica un forte attrito tra la lamiera e la matrice; una lubrificazione insufficiente può causare graffi superficiali.

Scarsa adattabilità per parti con pareti sottili-di dimensioni extra-grandi-con grandi curvature a causa della distribuzione non uniforme delle sollecitazioni, inferiore alla formazione della pressione del gas.

 

 

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