Карактеристике материјала и могућност обликовања
Титанијум и његове легуре показују јединствена механичка својства која значајно утичу на њихово понашање при дубоком извлачењу. Чисти титанијум поседује високу дуктилност погодну за хладно обликовање, са изузетно високом нормалном анизотропијом (р-вредност) од приближно 5, што је веома повољно за операције формирања лима. Ова висока р-вредност омогућава материјалу да издржи стањивање током деформације, што омогућава производњу цилиндричних чаша са дубоким{5}}доним путем метода пресовања.
Међу легурама титанијума, легуре бета титанијума као што је Ти-15В-3Цр-3Сн-3Ал (Ти-15-3) показују релативно добру дуктилност за хладно обликовање, иако генерално показују нижу обрадивост од чистог титанијума. Хексагонална чврсто упакована (ХЦП) кристална структура легура алфа-титанијума представља посебне изазове у нумеричкој симулацији, захтевајући специјализоване моделе материјала као што је модел Барлат 1989. са кривама оптерећења и за очвршћавање од деформације и за односе пластичне деформације зависне од деформације да би се адекватно ухватила пластична својства.
Кључни изазови у дубоком цртању
Примарна препрека у дубоком извлачењу титанијума јенапад и жучзбог високе хемијске реактивности титанијума са материјалима алата. Овај проблем постаје посебно озбиљан у тешким операцијама обликовања као што су дубоко извлачење и пеглање, где свеже површине титанијума долазе у директан контакт са површинама калупа и бушотина. Да би се овај проблем ублажио, развијено је неколико стратегија:
Загревање оксидног премаза: Загревање бланка на ваздуху да би се формирао заштитни слој оксида (приближно 0,0015 мм дебљине на 750 степени за 0,3 кс) спречава директан контакт-на-метал између титанијумске слепе и алата за формирање. Ова метода је омогућила успешно вишестепено дубоко извлачење дугих чаша од легуре бета титанијума без средњег жарења.
Површински третмани и мазива: Тефлонски премази у спреју и друга специјализована мазива се обично примењују како би се спречило заглављивање током процеса формирања.
Иновације у дизајну алата: Ролер куглице са жљебљеним раменима и распоређеним челичним куглицама су развијене да би се смањило трење и омогућило формирање сложених валовитих чашица од титанијума са граничним односом извлачења (ЛДР) од 2,5 или више.
Параметри процеса и границе формирања
Током дубоког извлачења, титанијумски лимови се подвргавају комбинованом савијању и истезању док се бланко повлачи преко радијуса матрице у шупљину калупа. Процес захтева пажљиву контролу како би се избегла два критична начина квара:извијање/борањеуслед притиска ободних напона у региону прирубнице, изатезно кидањеу зиду чаше због претераног истезања. Дизајн стога мора узети у обзир и чврстоћу течења титанијумског материјала на притисак и на затезање.
Претходно загревање отвора лима се често користи да би се побољшала способност обликовања, посебно за легуре титанијума више{0}}чврсте. Контрола температуре је кључна, пошто се кристална структура одређених легура (као што је Ти-15-3) трансформише у бета фазу на температурама изнад приближно 720 степени, значајно мењајући понашање деформације.
Напредне технике обликовања
За производњу дугих цилиндричних чаша,вишестепено дубоко извлачење са средњим пеглањемпоказао се ефикасним. Овај приступ не само да постиже већу дубину чашице, већ и побољшава храпавост површине кроз пречишћавање зрна. Термомеханички третмани након{2}}обрада могу додатно побољшати механичка својства и квалитет површине извучених чаша.
Нумеричка симулација помоћу анализе коначних елемената (као што је ЛС-Дина) постала је суштински алат за предвиђање понашања формирања, оптимизацију геометрије алата и смањење скупих физичких испитивања. Гранични дијаграми формирања утврђени методом Накајима користе се за предвиђање отказа, уз поједностављене процедуре за добијање граничних смичних деформација на стандардним машинама за испитивање затезања.
