難變形材料如何進行旋壓加工

難變形材料如何進行旋壓加工

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，例如航空航天業領域，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，在室溫條件下進行強力旋壓加工極為困難。經過多次技術改進，技術人員發現熱旋壓可以克服鈦合金在常溫下變形抗力巨大、零件變形嚴重和材料加工硬化嚴重等問題，實現鈦合金薄壁回轉體零件的中小批量穩定生產。典型的應用實例是飛機發動機中的鈦合金筒型、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。使用強力熱旋壓成形，不僅可用強度和耐熱性能更好的材料，旋壓加工的產品有著更小的壁厚，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度，適宜制造在900℃以下長期工作的發動機主燃燒室、加力燃燒室零部件（下圖）以及導向葉片等。同樣，這種材料也有變形抗力較大，零件回彈嚴重的缺陷，傳統方式加工出來的產品有強度低、可靠性差、材料利用率低等缺陷，采用強力旋壓成形可以有效避免這些缺點。

高溫合金強力旋壓時要密切關注材料的組織性能特點，合理安排強力旋壓工序，通過對坯料進行恰當的退火工序得到適合旋壓的毛坯。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裂紋等缺陷，甚至毛坯拉裂，導致毛坯報廢。

相比傳統的鍛造機加成型，強力旋壓能讓產品的壁厚更薄，重量更輕，達到整體輕量化要求。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，采用高溫強力旋壓時，也要結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進行測定，為同一類材料的加工積累經驗，為后期的高溫旋壓加工提供依據。