鈦合金以其優(yōu)異的強度、耐腐蝕性和生物相容性，在航空航天、醫(yī)療、海洋工程等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。然而，鈦合金的成形工藝復雜，需要根據(jù)零件形狀、尺寸和性能要求選擇合適的成形方法。本文將詳細介紹鈦合金成形的七大工藝，包括彎曲成型、沖壓成型、旋壓成型、注射成形、熱等靜壓、無模多點成形和拉形技術(shù)，分析其工藝特點和應(yīng)用領(lǐng)域。
1.彎曲成型
內(nèi)容：通過塑性變形與彈性恢復的結(jié)合實現(xiàn)形狀控制，需補償回彈量（預留2°~5°余量），最小彎曲半徑通常為管徑的3倍（冷彎）或2倍（熱彎）。熱彎溫度控制在177~427℃，采用惰性氣體保護以避免氧化。
應(yīng)用領(lǐng)域：深海探測器耐壓殼體、化工設(shè)備管道。
特點：冷彎后需消應(yīng)力退火，熱彎回彈角可控制在1°以內(nèi)，表面氧化層厚度<0.1mm。
2.沖壓成型
內(nèi)容：分冷沖壓（壁厚<2mm）和熱沖壓（變形量>50%），通過溫度調(diào)控實現(xiàn)復雜形狀。熱沖壓優(yōu)先加熱毛坯至600~800℃，模具預熱至150~200℃以減少溫差應(yīng)力。
應(yīng)用領(lǐng)域：航空機翼壁板、化工設(shè)備封頭。
特點：冷沖壓后需最終退火消除應(yīng)力，高溫熱沖壓可實現(xiàn)單次變形量60%，表面粗糙度Ra<0.8μm。
3.旋壓成型
內(nèi)容：通過旋壓工具對旋轉(zhuǎn)坯料施加壓力，形成空心回轉(zhuǎn)體零件。分普通旋壓（壁厚不變）和強力旋壓（壁厚變化），旋輪進給率與芯模轉(zhuǎn)速為核心參數(shù)。
應(yīng)用領(lǐng)域：航天火箭燃料箱底、航空發(fā)動機噴管。
特點：材料利用率達90%以上，鈦合金薄壁件公差可控制在0.03~0.05mm。
4.注射成形
內(nèi)容：將鈦合金粉末與粘結(jié)劑混合后注射成型，脫脂燒結(jié)后獲得精密零件。需控制粉末粒徑分布和氧含量。
應(yīng)用領(lǐng)域：牙科種植體、手術(shù)器械。
特點：生物相容性優(yōu)異，適合小型復雜結(jié)構(gòu)件，尺寸精度高。
5.熱等靜壓
內(nèi)容：在高溫高壓下對鈦合金粉末或坯料進行全致密化處理，壓力可達100MPa以上，溫度范圍為900~1200℃。
應(yīng)用領(lǐng)域：航空發(fā)動機高溫部件、核電設(shè)備。
特點：消除內(nèi)部孔隙，提高材料力學性能，適用于高可靠性要求部件。
6.無模多點成形
內(nèi)容：通過多點陣模具對鈦板進行局部塑性變形，實現(xiàn)大型曲面成形。需控制各點位移量以協(xié)調(diào)變形。
應(yīng)用領(lǐng)域：船舶耐壓殼體、航天器外殼。
特點：無需傳統(tǒng)模具，適合單件或小批量生產(chǎn)，降低制造成本。
7.拉形技術(shù)
內(nèi)容：對鈦板施加軸向拉力與橫向壓力，實現(xiàn)雙曲率成形。需控制拉伸力與壓邊力比例以避免開裂。
應(yīng)用領(lǐng)域：航天器蒙皮、汽車覆蓋件。
特點：成形精度高，表面質(zhì)量好，適合高曲率復雜形狀零件。隨著鈦合金應(yīng)用的不斷擴展，其成形工藝也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。未來，隨著新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，鈦合金成形技術(shù)將更加高效、精密和環(huán)保，為高端制造業(yè)的發(fā)展提供有力支撐。
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