超塑性成形 專用HD諧波減速機SHG-14-50-2A-GR超塑性是指在特定的條件下，即在低的應(yīng)變速率(ε=10-2~10-4s-1)，一定的變形溫度(約為熱力學熔化溫度的一半)和穩(wěn)定而細小的晶粒度(0.5~5μm)的條件下，某些金屬或合金呈現(xiàn)低強度和大伸長率的一種特性。其伸長率可超過100%以上，如鋼的伸長率超過500%，純鈦超過300%，鋁鋅合金超過1000%。目前常用的超塑性成形的材料主要有鋁合金、鎂合金、低碳鋼、不銹鋼及高溫合金等。
1)金屬塑性大為提高過去認為只能采用鑄造成形而不能鍛造成形的鎳基合金，也可進行超塑性模鍛成形，因而擴大了可鍛金屬的種類。
2)金屬的變形抗力很小一般超塑性模鍛的總壓力只相當于普通模鍛的幾分之一到幾十分之一，因此，可在噸位小的設(shè)備上模鍛出較大的制件
3)加工精度高超塑性成形加工可獲得尺寸精密、形狀復(fù)雜、晶粒組織均勻細小的薄壁制件，其力學性能均勻一致，機械加工余量小，甚至不需切削加工即可使用。因此，超塑性成形是實現(xiàn)少或無切削加工和精密成形的新途徑。
板料成形
其成形方法主要有真空成形法。
真空成形法有凹模法和凸模法。將超塑性板料放在模具中，并把板料和模具都加熱到預(yù)定的溫度，向模具內(nèi)吹入壓縮空氣或?qū)⒛＞邇?nèi)的空氣抽出形成負壓，使板料貼緊在凹?；蛲鼓Ｉ希瑥亩@得所需形狀的工件。對制件外形尺寸精度要求較高時或淺腔件成形時用凹模法，而對制件內(nèi)側(cè)尺寸精度要求較高時或深腔件成形時則用凸模法。
真空成形法所需的氣壓為105Pa，其成形時間根據(jù)材料和形狀的不同，一般只需20~30s。它僅適于厚度為0.4~4mm的薄板零件的成形。
板料深沖
在超塑性板料的法蘭部分加熱，并在外圍加油壓，一次能拉出非常深的容器。深沖比H/d0可為普通拉深的15倍左右。
擠壓和模鍛
超塑性模鍛高溫合金和鈦合金不僅可以節(jié)省原材料，降低成本，而且大幅度提高成品率。所以，超塑性模鍛對那些可鍛性非常差的合金的鍛造加工是很有前途的一種工藝。
精密模鍛是在模鍛設(shè)備上的模鍛工藝。如精密模鍛傘齒輪，其齒形部分可直接鍛出而不必再經(jīng)切削加工。模鍛件尺寸公差等級可達CT12~CT15，表面粗糙度為Ra3.2~1.6μm。
一般精密模鍛的工藝過程大致是:先將原始坯料普通模鍛成中間坯料;再對中間坯料進行嚴格的清理，除去氧化皮或缺陷;最后采用無氧或少氧化加熱后精鍛(圖2-62)。為了限度地減少氧化，提高精鍛件的質(zhì)量，精鍛的加熱溫度較低，對碳鋼鍛造溫度在900~450℃之間，稱為溫模鍛。精鍛時需在中間坯料中涂潤滑劑以減少摩擦，提高鍛模生命和降低設(shè)備的功率消耗。
，嚴格按坯料質(zhì)量下料;否則會增大鍛件尺寸公差，降低精度。
②需要精細清理坯料表面，除凈坯料表面的氧化皮、脫碳層及其他缺陷等。
③為提高鍛件的尺寸精度和降低表面粗糙度，應(yīng)采用無氧化或少氧化加熱法，盡量減少坯料表面形成的氧化皮。
④精密模鍛的鍛件精度在很大程度上取決于鍛模的加工精度，因此，精鍛模膛的精度必須很高。一般情況下，它要比鍛件精度高兩級。精鍛模一定有導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，保證合模準確。為排除模膛中的氣體，減小金屬流動阻力，使金屬更好地充滿模膛，在凹模上應(yīng)開有排氣小孔。
⑤模鍛時要很好地進行潤滑和冷卻鍛模。
⑥精密模鍛一般都在剛度大、精度高的模鍛設(shè)備上進行，如曲柄壓力機、摩擦壓力機或高速錘等。
粉末鍛造是粉末冶金成形方法和鍛造相結(jié)合的一種金屬加工方法。它是將粉末預(yù)壓成形后，在充滿保護氣體的爐子
中燒結(jié)制坯，將坯料加熱至鍛造溫度后模鍛而成。
與模鍛相比，粉末鍛造具有以下優(yōu)點。
①材料利用率高，可達90%以上;而模鍛的材料利用率只有50%左右。
②機械性能高。材質(zhì)均勻無各向異性，強度、塑性和沖擊韌性都較高。
③鍛件精度高，表面光潔，可實現(xiàn)少或無切削加工。
④生產(chǎn)率高，每小時產(chǎn)量可達500~1000件。
⑤鍛造壓力小，如130汽車差速器行星齒輪，鋼坯鍛造需用總力為2500~3000kN壓力機，粉末鍛造只需總力為800kN壓力機。
⑥可以加工熱塑性差的材料，如難于變形的高溫鑄造合金可用粉末鍛造方法鍛出形狀復(fù)雜的零件。采用粉末鍛造出的零件有差速器齒輪、柴油機連桿、鏈輪、襯套等。
高能高速成形是一種在極短時間內(nèi)釋放高能量而使金屬變形的成形方法。高能高速成形的歷史可追溯到100多年前，但由于成本太高及當時工業(yè)發(fā)展的局限，該工藝在當時并未得到應(yīng)用。隨著高新技術(shù)的發(fā)展及某些重要零部件的特殊需求，近些年來，高能高速成形得以飛速發(fā)展。高能高速成形主要包括:利用高壓氣體使活塞高速運動來產(chǎn)生動能的高速成形，利用爆炸產(chǎn)生化學能的爆炸成形，利用電能的電液成形，以及利用磁場力的電磁成形。
這些特殊的成形工藝不僅賦予了成形后的材料特殊的性能，而且與常規(guī)成形方法相比還有以下特點。
①高能高速成形幾乎不需模具和工裝以及沖壓設(shè)備，僅用凹模就可以實現(xiàn)成形。
②高能高速成形時，零件以極高的速度貼模，這不僅有利于提高零件的貼模性，而且可以有效地減小零件彈復(fù)現(xiàn)象。所以得到的零件精度高，表面質(zhì)量好。
③因為是在瞬間成形，所以材料的塑性變形能力提高，對于塑性差的用普通方法難以成形的材料，采用高能高速成形仍可得到理想的成形產(chǎn)品。
④高能高速成形方法對制造復(fù)合材料具有獨特的優(yōu)越性，例如，在制造鋼-鈦復(fù)合金屬板中，采用爆炸成形瞬間即可完成。
⑤高能高速成形是特殊的成形工藝，成本高、專業(yè)技術(shù)性強是這種工藝的不足之處。
利用高壓粘性介質(zhì)給坯料外力而實現(xiàn)擠壓的方法，稱為靜液擠壓法。
靜液擠壓所使用的高壓介質(zhì)，一般有粘性液體和粘塑性體。前者如蓖麻油、礦物油等，主要用于冷靜液擠壓和500~600℃以下的溫、熱靜液擠壓;后者如耐熱脂、玻璃、玻璃-石墨混合物等，主要用于較高熔點金屬的熱靜液擠壓(坯料加熱溫度在700℃以上的擠壓)。
與普通擠壓法一樣，根據(jù)需要，靜液擠壓可在不同的溫度下進行。一般將金屬和高壓介質(zhì)均處于室溫時的擠壓過程，稱為冷靜液擠壓;在室溫以上變形金屬的再結(jié)晶溫度以下的擠壓過程，稱為溫靜液擠壓;而特點
靜液擠壓時的金屬流動均勻，特別適合于各種包復(fù)材料的擠壓成形，如鈦包銅電極、多芯低溫超導(dǎo)線材的成形。
靜液擠壓時坯料處于高壓介質(zhì)中，有利于提高坯料的變形能力，因而靜液擠壓適于難加工材料的成形、精密型材成形。
靜液擠壓的材料主要有鋁合金、銅合金、鋼鐵等金屬材料，以及各種復(fù)合材料、粉體材料等。
用于靜液擠壓的坯料準備比普通擠壓時的要求高。為了在擠壓初期順利地在擠壓筒內(nèi)建立起工作壓力，一般需要將坯料的頭部車削成與所用擠壓模模腔相一致的形狀。為了提高擠壓制品的質(zhì)量，防止污染高壓介質(zhì)，需要對坯料進行車皮處理。坯料表面的車削狀態(tài)對擠壓制品的表面質(zhì)量影響較大。當擠壓比較小時，要求表面粗糙度在幾個微米的范圍內(nèi);當擠壓比較大時，要求表面粗糙度在十幾個微米以下。對于用于管材擠壓的坯料，還要進行鏜孔。
