Nodweddion Materol a Ffurfioldeb
Mae titaniwm a'i aloion yn arddangos priodweddau mecanyddol unigryw sy'n dylanwadu'n sylweddol ar eu hymddygiad lluniadu dwfn. Mae titaniwm pur yn meddu ar hydwythedd uchel sy'n addas ar gyfer ffurfio oer, gydag anisotropi normal eithriadol o uchel (gwerth r-) o tua 5, sy'n ffafriol iawn ar gyfer gweithrediadau ffurfio metel dalennau. Mae'r gwerth r{4}}uchel hwn yn galluogi'r deunydd i wrthsefyll teneuo yn ystod anffurfiad, gan ei gwneud hi'n bosibl gweithgynhyrchu cwpanau silindrog gwaelod dwfn trwy ddulliau ffurfio gwasg.
Ymhlith aloion titaniwm, mae aloion titaniwm beta fel Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (Ti-15-3) yn dangos hydwythedd cymharol dda ar gyfer ffurfio oer, er eu bod yn gyffredinol yn arddangos ymarferoldeb is na thitaniwm pur. Mae strwythur grisial hecsagonol pecyn-clos (HCP) aloion alffa-titaniwm yn cyflwyno heriau penodol mewn efelychiad rhifiadol, sy'n gofyn am fodelau deunydd arbenigol fel model Barlat 1989 gyda chromliniau llwyth ar gyfer caledu straen a chymarebau straen plastig sy'n dibynnu ar straen i ddal priodweddau plastig yn ddigonol.
Heriau Allweddol mewn Lluniadu Dwfn
Y rhwystr sylfaenol mewn lluniadu dwfn titaniwm ywatafaelu a charlamuoherwydd adweithedd cemegol uchel titaniwm â deunyddiau offer. Daw'r broblem hon yn arbennig o ddifrifol mewn gweithrediadau ffurfio difrifol megis lluniadu dwfn a smwddio, lle mae arwynebau titaniwm ffres yn dod i gysylltiad uniongyrchol ag arwynebau marw a dyrnu. Er mwyn lliniaru’r broblem hon, mae nifer o strategaethau wedi’u datblygu:
Gwresogi cotio ocsid: Mae gwresogi'r gwag mewn aer i ffurfio haen ocsid amddiffynnol (oddeutu 0.0015 mm o drwch ar 750 gradd am 0.3 ks) yn atal cyswllt uniongyrchol rhwng metel a metel rhwng y titaniwm yn wag a ffurfio offer. Mae'r dull hwn wedi galluogi darlunio dwfn aml-gam llwyddiannus o gwpanau aloi titaniwm beta hir heb anelio canolradd.
Triniaethau arwyneb ac ireidiau: Mae haenau chwistrellu teflon ac ireidiau arbenigol eraill yn cael eu cymhwyso'n gyffredin i atal cipio yn ystod y broses ffurfio.
Arloesi dylunio offer: Mae pêl rholer yn marw gydag ysgwyddau rhigol ac mae peli dur wedi'u trefnu wedi'u datblygu i leihau ffrithiant a galluogi ffurfio cwpanau titaniwm rhychiog cymhleth gyda chymarebau tynnu terfyn (LDR) o 2.5 neu fwy.
Paramedrau Proses a Therfynau Ffurfio
Yn ystod lluniadu dwfn, mae dalennau titaniwm yn cael eu plygu a'u hymestyn ar y cyd wrth i'r gwag gael ei dynnu dros y radiws marw i'r ceudod marw. Mae angen rheolaeth ofalus ar y broses i osgoi dau ddull methiant critigol:byclo/wrinklingoherwydd straen circumferential cywasgol yn y rhanbarth fflans, arhwygo tynnolyn wal y cwpan oherwydd ymestyn gormodol. Rhaid i'r dyluniad felly ystyried cryfderau cnwd cywasgol a thynnol y deunydd titaniwm.
Mae cynhesu'r ddalen yn wag yn aml yn cael ei ddefnyddio i wella ffurfadwyedd, yn enwedig ar gyfer aloion titaniwm cryfder uwch. Mae rheoli tymheredd yn hanfodol, gan fod strwythur grisial rhai aloion (fel Ti-15-3) yn trawsnewid i'r cyfnod beta ar dymheredd uwchlaw tua 720 gradd, gan newid ymddygiad dadffurfiad yn sylweddol.
Technegau Ffurfio Uwch
Ar gyfer cynhyrchu cwpanau silindrog hir,lluniadu dwfn aml-gam gyda smwddio canolraddwedi profi'n effeithiol. Mae'r dull hwn nid yn unig yn cyflawni mwy o ddyfnder cwpan ond hefyd yn gwella garwedd wyneb trwy fireinio grawn. Gall postio-ffurfio triniaethau thermomecanyddol wella priodweddau mecanyddol ac ansawdd wyneb y cwpanau wedi'u tynnu ymhellach.
Mae efelychiad rhifiadol gan ddefnyddio dadansoddiad elfennau meidraidd (fel LS-Dyna) wedi dod yn arf hanfodol ar gyfer rhagfynegi ymddygiad ffurfio, optimeiddio geometreg offer, a lleihau treialon corfforol costus. Defnyddir diagramau terfyn ffurfio a bennir trwy ddull Nakajima ar gyfer rhagfynegi methiant, gyda gweithdrefnau symlach ar gyfer cael straen cneifio cyfyngu ar beiriannau profi tynnol safonol.
