Tiefziehformbarkeit von Titanlegierungsplatten

Tiefziehformbarkeit von Titanlegierungsplatten
Titanlegierungsbleche weisen beim Tiefziehen einige einzigartige Eigenschaften und Herausforderungen auf. Im Folgenden sind einige wichtige Aspekte hinsichtlich der Tiefziehformbarkeit von Titanlegierungsblechen aufgeführt:
Hohe Festigkeit und geringe Plastizität: Titanlegierungen weisen eine hohe Festigkeit und geringe Plastizität auf, was eine größere Umformkraft während des Umformprozesses erfordert. Dies kann eine leistungsfähigere Ausrüstung und komplexere Umformprozesse erfordern.
Hohe Härte: Titanlegierungen sind im Allgemeinen härter als einige herkömmliche Metalle wie Stahl oder Aluminium. Dies kann zu Verschleiß während des Umformprozesses führen und den Einsatz verschleißfesterer Werkzeuge und Geräte erforderlich machen.
Temperaturempfindlichkeit: Titanlegierungen reagieren relativ empfindlich auf Temperaturänderungen. Während des Tiefziehprozesses muss die Temperatur kontrolliert werden, um geeignete Umformbedingungen sicherzustellen. Hohe Temperaturen können dazu führen, dass das Material zu weich wird, während niedrige Temperaturen die Umformung erschweren können.

Oxidationsproblem: Titanlegierungen reagieren bei hohen Temperaturen leicht mit Sauerstoff unter Bildung von Oxiden. Dies kann zu einer Verschlechterung der Oberflächenqualität führen und erfordert Maßnahmen zur Verhinderung von Oxidation, wie beispielsweise die Verwendung einer Schutzatmosphäre während des Umformprozesses.
Optimierung des Umformprozesses: Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von Titanlegierungen muss der Umformprozess optimiert werden. Dazu können geeignete Schmiermittel, Umformgeschwindigkeiten, Temperaturkontrolle und Anpassungen der Prozessparameter gehören.
Metallfluss: Titanlegierungen weisen einen schlechten Metallfluss auf, was während des Umformprozesses zur Bildung von Rissen oder Falten führen kann. Daher sind eine sorgfältige Formkonstruktion und eine geeignete Auswahl der Umformparameter erforderlich, um einen guten Metallfluss zu gewährleisten.
Häufig verwendetes Tiefziehen von Titanplatten und Titanstäben
Gängige Verformungsmethoden von Titanplatten können auch als Tiefziehen, auxetische Expansion, Bördeln, Biegen und Verbundformen zusammengefasst werden. Wenn jedoch ein einziges Tiefziehverformungsverfahren verwendet wird, ist es schwierig, eine typische Probe herzustellen. Daher wurde im Test tatsächlich die Verbundverformungsmethode verwendet. Darüber hinaus wird der Test zwangsläufig den Einfluss der Formstruktur und der Betriebsprozessfaktoren mit sich bringen, sodass die Bewertung der Blechziehleistung ein komplexes Thema ist. Die Forschungsarbeiten zu nationalen säulenförmigen Titanstäben verwenden hauptsächlich den Grenzzugkoeffizienten K (LDR) als Indikator. Aus verschiedenen Perspektiven wie Analyse, Inspektion und Statistik wurden verschiedene Bewertungsmethoden vorgeschlagen und viele Probleme gelöst. Die meisten von ihnen werden jedoch hauptsächlich in häufig verwendeten Stahl- und Aluminiumwerkstoffen verwendet und müssen daher modifiziert und ergänzt werden, bevor sie in Titan und Titanlegierungen verwendet werden können. Die Ausziehtestmethode für zylindrische Teile wurde 1940 von Swift vorgeschlagen, wobei eine allmählich zunehmende Menge Wolle verwendet wurde, um den endgültigen Wert des Ausziehkoeffizienten K zu messen. Diese Methode wurde 1967 von der International Drawing Research Society als internationaler Standard empfohlen und hat viel gelernt. Tiefziehleistung von Stahl, Aluminium, Kupfer und anderen Platten.

Bei der Verwendung in Titan, insbesondere und Titanlegierungen, bestehen folgende Hauptprobleme:
A. An den vier Ecken des Stempels treten Biegerisse auf; B. An den abgerundeten Ecken der Form entstehen Falten und Risse.
Dies ist auf die geringe Biege- und Faltenbeständigkeit von Titanlegierungen zurückzuführen, was die Tiefziehleistung nicht vollständig erklären kann. Beispielsweise ist die Zeichenleistung von GR5- und GR6-Boards schlecht oder es ist unmöglich zu zeichnen. Die Zugfähigkeit wird mit der Englhardt- oder Maximum-Pullout-Force-Testmethode gemessen. Das Problem der Biegeschäden wird dadurch verschärft, dass das Material vollständig nahe am Stempel sein muss und dann die Auszugskraft gemessen wird. Es wird empfohlen, die abgerundeten Ecken des Stempels zu vergrößern, Anti-Falten-Maßnahmen an den abgerundeten Ecken der konkaven Matrize zu ergreifen und für die Durchführung von Tiefziehtests mit Titanlegierungen graphithaltige Schmiermittel zu verwenden.
Insgesamt erfordert das Tiefziehen von Titanlegierungsplatten eine besondere Handhabung und besondere Überlegungen, um die besonderen Leistungsherausforderungen zu meistern. In der Praxis ist es meist erforderlich, durch Versuche und Optimierungen die optimalen Umformprozessparameter zu ermitteln.