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难变形材料如何进行旋压加工?

时间:2020-06-23作者:上海尚晞数控科技有限公司

       多年来,旋压加工的材料大多是低碳钢、不锈钢、铝及其合金等有色金属。这些金属的硬度不不高,变形力小,金属可塑性高。然而,仅仅是这些材料无法满足所有的市场需求,例如航空航天业领域,对钛合金、高温合金等材料的需求增大,而这些材料都属于难加工材料。这要怎么进行旋压加工呢?

       1、钛合金旋压加工

       钛合金是一种轻量化材料,但它常温塑性较差、变形抗力大,在室温条件下进行强力旋压加工极为困难。经过多次技术改进,技术人员发现热旋压可以克服钛合金在常温下变形抗力巨大、零件变形严重和材料加工硬化严重等问题,实现钛合金薄壁回转体零件的中小批量稳定生产。典型的应用实例是飞机发动机中的钛合金筒型、锥形及其他异性件。以往,这些部件都会采用卷筒焊接的方法成形,成品都有较大的壁厚。使用强力热旋压成形,不仅可用强度和耐热性能更好的材料,旋压加工的产品有着更小的壁厚,更轻的重量,还能避免母线焊缝带来的其他问题,提升了产品的耐用性和安全性。

强力热旋压加工

       2、高温合金旋压加工

       高温合金大都是固溶强化镍基抗氧化合金,在900℃以下具有良好的塑性和中等的热强度,适宜制造在900℃以下长期工作的发动机主燃烧室、加力燃烧室零部件(下图)以及导向叶片等。同样,这种材料也有变形抗力较大,零件回弹严重的缺陷,传统方式加工出来的产品有强度低、可靠性差、材料利用率低等缺点。采用强力旋压成形可以有效避免这些缺点。

       高温合金强力旋压时要密切关注材料的组织性能特点,合力安排强力旋压工序,通过对坯料进行恰当的退火工序得到适合旋压的毛坯。另外,高温合金材料在旋压过程中加热温度的控制尤为重要,旋压温度过低,零件不贴模,且材料变形抗力特大,在毛坯板料边沿容易出现裂纹等缺陷,甚至毛坯拉裂,导致毛坯报废。

强力旋压产品

       相比传统的锻造机加成型,强力旋压能让产品的壁厚更薄,重量更轻,达到整体轻量化要求。对于铝合金、高温合金等难加工材料,高温+强力旋压是个不错的组合。不过,不同的材料有不同的特性,采用高温强力旋压时,也要结合材料的特性探索最匹配的工艺方案,对旋压温度、旋压后材料的性能等参数进行测定,为同一类材料的加工积累经验,为后期的高温旋压加工提供依据。


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