Comment fonctionne le formage superplastique pour les feuilles d’alliage de titane ?

Les alliages de titane présentent une mauvaise plasticité à température ambiante, une résistance élevée à la déformation et un retour élastique important. Les processus d'emboutissage et de pliage conventionnels ont tendance à provoquer des fissures et des imprécisions dimensionnelles lors de la fabrication de composants complexes-à parois minces. La technologie de formage superplastique résout ce problème : en régulant la température et la vitesse de déformation pour activer la superplasticité dualliages de titane, la feuille peut subir un allongement substantiel sans striction ni fracture, permettant un formage de précision via un écoulement visqueux à basse-pression.

 

 

1. Principe de base

La feuille d'alliage de titane est serrée et chauffée à la température superplastique.
L'air entre la feuille et la matrice est évacué pour former une pression négative, et la feuille à haute température -est forcée de se conformer à la matrice par la différence de pression atmosphérique avant le refroidissement et la mise en forme.
En tant que processus de formage statique à basse-pression reposant sur un flux de matière visqueuse, il ne nécessite aucune source de gaz à haute-pression.

 

2. Deux classifications de processus

• La feuille adhère à la surface extérieure du poinçon pour un contrôle précis des dimensions internes des composants.
• La feuille est adsorbée sur la paroi interne de la cavité de la matrice pour un contrôle précis des dimensions externes des composants.

 

3. Avantages du processus

• Équipement simple, fonctionnement pratique, faible investissement en capital et usure des matrices ; convient à la production en petits lots-à-de lots moyens de pièces à parois fines-de grande taille-à parois minces avec des surfaces courbes simples.
• Pression de formage faible et uniforme avec déformation douce, sans concentration de contraintes ; les pièces finies n'ont aucun retour élastique et une excellente qualité de surface.
• Le formage est effectué dans un environnement scellé et propre, atténuant l'oxydation et la contamination à haute température des alliages de titane et stabilisant les propriétés mécaniques.

 

4. Limites du processus

La force motrice maximale est la pression atmosphérique standard, ce qui entraîne un plafond de basse pression. Ce processus ne s'applique qu'aux pièces à parois minces-étirées-peu profondes avec des radians doux et ne peut pas fabriquer de composants de cavité-profonde, de pièces avec une forte déformation, des courbures complexes ou des surfaces courbes de forme spéciale-.

 

 

1. Positionnement de base

Le processus de formage superplastique courant pour les composants complexes-en alliage de titane à parois minces, qui compense la force motrice insuffisante lors du formage sous vide et permet l'usinage de pièces complexes de haute-précision avec une déformation importante.

 

2. Principe du processus

La tôle en alliage de titane est fixée hermétiquement et chauffée à la température superplastique. Un gaz inerte de haute-pureté, tel que l'argon, est introduit sur un ou les deux côtés de la feuille. La pression du gaz et la vitesse de déformation sont contrôlées avec précision pour amener la feuille à s'étirer, à se dilater et à s'adapter à la cavité de la matrice. S'appuyant sur l'écoulement visqueux superplastique des alliages de titane, le contrôle de la pression par gradient évite l'amincissement et la fissuration localisés des feuilles, réalisant ainsi un formage de précision avec une déformation importante.

 

3. Avantages fondamentaux

• Large plage réglable de pression de gaz et forte force motrice de formage, capable de fabriquer des pièces à rapport d'emboutissage profond -, des composants incurvés de forme spéciale - et des structures creuses à parois minces -.
• Peut être combiné avec le formage sous vide : l'adsorption sous vide est d'abord appliquée pour éliminer les rides pour le façonnage préliminaire, suivie d'une pression élevée-pour un formage de précision, améliorant considérablement la qualité du formage et la précision dimensionnelle des composants.
• Déformation uniforme de la tôle avec épaisseur de paroi contrôlable, sans contrainte résiduelle ; les composants offrent des performances de fatigue supérieures et des propriétés mécaniques stables.

 

4. Limites du processus

• Des systèmes de contrôle de la pression du gaz de haute-précision et des équipements de formage étanches sont nécessaires, accompagnés d'une consommation élevée de gaz inerte et de coûts énergétiques de production élevés.
• Exigences strictes pour le contrôle des paramètres ; des écarts mineurs dans la pression du gaz ou le temps de maintien peuvent conduire à un amincissement localisé excessif ou à un formage incomplet.
• Cycle de formage global relativement long.

 

 

1. Définition du processus

Également connu sous le nom de formage à matrice assortie, il permet le formage superplastique de feuilles d'alliage de titane à l'aide de matrices rigides supérieures et inférieures appariées. À la différence du formage sous vide et sous pression de gaz qui utilisent une seule matrice, il appartient au formage plastique à matrice rigide.

 

2. Principe de formage

La feuille est chauffée à la température superplastique et placée entre un poinçon et une matrice adaptés. La puissance hydraulique entraîne la fermeture lente de la matrice, et la pression mécanique combinée à la superplasticité du matériau force la feuille à s'adapter au contour de la cavité pour un formage précis en une seule étape des composants.

 

3. Avantages fondamentaux

• La double limitation de matrice-et la pression mécanique contrôlable offrent une précision de formage élevée.
• Aucune limite supérieure sur la pression de formage ; Les contraintes de matrice rigides réduisent les déplacements, la distorsion des contours et les épaisseurs de paroi inégales, offrant ainsi des performances de tolérance géométrique supérieures.
• Contrôle précis des chemins de déformation, compatible avec les-pièces à parois fines et les structures complexes avec rainures, bossages et nervures de renfort.
• Efficacité de formage élevée, production de masse stable et excellente cohérence des produits finis.

 

4. Limites du processus

Des matrices adaptées de haute-précision sont nécessaires, ce qui entraîne des coûts élevés de fabrication et de mise en service des matrices, avec un investissement initial important.

Un frottement important se produit entre la feuille et la matrice ; une lubrification insuffisante peut provoquer des rayures sur la surface.

Mauvaise adaptabilité pour les pièces à parois fines-de très grande taille-grandes-avec de grandes courbures en raison d'une répartition inégale des contraintes, inférieure à la formation de pression de gaz.

 

 

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