難變形材料如何進(jìn)行旋壓加工

多年來，旋壓加工的材料大多是低碳鋼、不銹鋼、鋁及其合金等有色金屬。這些金屬的硬度不不高，變形力小，金屬可塑性高。然而，僅僅是這些材料無法滿足所有的市場需求，例如航空航天業(yè)領(lǐng)域，對鈦合金、高溫合金等材料的需求增大，而這些材料都屬于難加工材料。這要怎么進(jìn)行旋壓加工呢？

鈦合金旋壓加工

鈦合金是一種輕量化材料，但它常溫塑性較差、變形抗力大，在室溫條件下進(jìn)行強(qiáng)力旋壓加工極為困難。經(jīng)過多次技術(shù)改進(jìn)，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)熱旋壓可以克服鈦合金在常溫下變形抗力巨大、零件變形嚴(yán)重和材料加工硬化嚴(yán)重等問題，實(shí)現(xiàn)鈦合金薄壁回轉(zhuǎn)體零件的中小批量穩(wěn)定生產(chǎn)。典型的應(yīng)用實(shí)例是飛機(jī)發(fā)動機(jī)中的鈦合金筒型、錐形及其他異性件。以往，這些部件都會采用卷筒焊接的方法成形，成品都有較大的壁厚。使用強(qiáng)力熱旋壓成形，不僅可用強(qiáng)度和耐熱性能更好的材料，旋壓加工的產(chǎn)品有著更小的壁厚，更輕的重量，還能避免母線焊縫帶來的其他問題，提升了產(chǎn)品的耐用性和安全性。

高溫合金旋壓加工

高溫合金大都是固溶強(qiáng)化鎳基抗氧化合金，在900℃以下具有良好的塑性和中等的熱強(qiáng)度，適宜制造在900℃以下長期工作的發(fā)動機(jī)主燃燒室、加力燃燒室零部件（下圖）以及導(dǎo)向葉片等。同樣，這種材料也有變形抗力較大，零件回彈嚴(yán)重的缺陷，傳統(tǒng)方式加工出來的產(chǎn)品有強(qiáng)度低、可靠性差、材料利用率低等缺陷，采用強(qiáng)力旋壓成形可以有效避免這些缺點(diǎn)。

高溫合金強(qiáng)力旋壓時要密切關(guān)注材料的組織性能特點(diǎn)，合理安排強(qiáng)力旋壓工序，通過對坯料進(jìn)行恰當(dāng)?shù)耐嘶鸸ば虻玫竭m合旋壓的毛坯。另外，高溫合金材料在旋壓過程中加熱溫度的控制尤為重要，旋壓溫度過低，零件不貼模，且材料變形抗力特大，在毛坯板料邊沿容易出現(xiàn)裂紋等缺陷，甚至毛坯拉裂，導(dǎo)致毛坯報廢。

相比傳統(tǒng)的鍛造機(jī)加成型，強(qiáng)力旋壓能讓產(chǎn)品的壁厚更薄，重量更輕，達(dá)到整體輕量化要求。對于鋁合金、高溫合金等難加工材料，高溫+強(qiáng)力旋壓是個不錯的組合。不過，不同的材料有不同的特性，采用高溫強(qiáng)力旋壓時，也要結(jié)合材料的特性探索最匹配的工藝方案，對旋壓溫度、旋壓后材料的性能等參數(shù)進(jìn)行測定，為同一類材料的加工積累經(jīng)驗(yàn)，為后期的高溫旋壓加工提供依據(jù)。