走进液压技术|钛合金产品液压成形技术难点
2023-12-27钛合金具有质量轻、强度高、耐腐蚀性强、耐热性高、抗冲击强等多种特点，在航空航天、军工、医疗设备、电子设备等领域中都有大量应用。但同时其弹性模量低, 屈强比高，变形回弹大，形变强化率高等特性，导致钛合金产品的成形难度大，再加上高昂的钛合金材料成本，使得钛合金产品的生产成本长期居高不下。
如何生产出符合设计要求的钛合金产品，又能降低其生产成本？相关制造企业通过各种途径持续优化改进，成形工艺无疑是其中重要一环。
目前常见的钛合金产品成形工艺有精铸成型、拉深、液压成形等。
精铸成型工艺能耗高、效率低，成型后产品表面光滑度低，需要增加表面处理工序，工序多、成本高且有污染；拉深工艺产品表面质量好于精铸成型，但是不能拉深出表面具有花纹图案或者凹凸形状的产品，尤其是不适用于异形或者具有局部复杂特征的产品。
相比之下，液压成形工艺优势明显。
首先是效率高，液压成形工艺可在较短的时间内完成钛合金产品的高精度成形，而且减少了退火、表面处理等工序，大大缩短了加工时间，节省了投入；
第二、材料利用率高，液压成形工艺可大幅提升材料利用率，节省昂贵的钛合金材料，降低制造成本；
第三、可成形异形或者具有表面局部特征的产品；
第四、成形的钛合金产品回弹小，强度高，形状稳定。
综合看，液压成形作为钛合金产品的生产工艺具有提效降本的巨大优势，是企业更理想的选择。
当然，因为钛合金材料物理性能的固有特性，钛合金产品的液压成形工艺难度也较大，其对成形路径和设备精度有较高要求，在设计成形方案和模具结构时需要对材料性能以及设备的精度、压力参数等各个关键指标进行充分考量。
材料性能
钛合金材料有TA、TB、TC等多种类型，不同种类的钛合金材料，强度、热稳定性等各方面性能也不一样。所以钛合金产品在液压成形时，需要对具体的材料性能有充分的了解和把握。我司在不同钛合金产品的液压成形工艺方面积累了丰富经验，熟练掌握各类钛合金的成形性能，具有大量成功案例，并且支持相关企业完成钛合金产品的大批量量产。
设备性能
不同钛合金材料在液压成形时，对成形环境要求不一，也会比不锈钢、铝合金等材料的成形环境要求更高。所以要有性能稳定可靠的液压成形设备作为成形载体，为钛合金材料液压成形时提供理想的环境。比如合适的加载路径、精准的控制精度以及稳定的成形压力等。我司是国内研制生产专门用于钛合金液压成形工艺设备的厂家之一，对不同钛合金产品，尤其是截面复杂、大变径比的钛合金产品成形所需要的环境有熟练掌握，成功完成单次成形超过60%的大胀幅比例的钛合金产品。另外，早在2010年我司就采用热挤压成形工艺成功为中科院沈阳金属所开发TC类三通件（见下图），替代了传统用超塑成型的工艺。
目前我司成形设备已实现了自动化、数字化、智能化，可保障不同钛合金产品顺利成形。
模具设计
钛合金液压成形工艺对成形环境要求较高，同时对模具设计和制造的要求也随之提升。科学合理的模具设计，不仅可以保证钛合金产品成功成形，还可以进一步降低钛合金产品的制造成本。如何做到科学合理？这需要理论支撑，更需要大量的实践经验做保障。长期以来，我司始终重视钛合金产品工艺开发和模具设计制造能力的提升，通过理论和实践双修积蓄了相关技术的中坚力量，为航空航天、军工、汽车零部件等多个领域的客户成功开发钛合金产品模具，不仅保证了产品顺利成形，还大幅降低了成本，而且模具的耐磨性、润滑性等方面独具优势。
钛合金管类产品液压成形工艺完整展示
截至目前，我司已经形成了完整系统的钛合金产品液压成形工艺体系（含管类和板类产品，本文主要讲管类，后续将继续更新），成功突破了液压成形技术在钛合金产品成形中的难点，并顺利实现了多个产业化应用案例的落地。