Introduzione al prodotto

La lega di titanio Gr.1, essendo titanio commercialmente puro di prima-grado, ha una buona resistenza alla corrosione, biocompatibilità, bassa densità ed eccellente duttilità. È ampiamente utilizzato nel settore aerospaziale, dei dispositivi medici e dell'ingegneria strutturale. Tuttavia, la sua durezza superficiale è relativamente bassa e soggetta ad usura. I metodi di rafforzamento tradizionali di solito richiedono l'introduzione di altri elementi per la lega o la formazione di una fase -ad alta temperatura -, rendendo difficile ottenere leghe di titanio ad alte-prestazioni nella fase -pura.

Problemi di formatura delle lamiere in lega di titanio

(1) I fogli di lega di titanio hanno una resistenza relativamente elevata e un indice di anisotropia nella direzione dello spessore- elevato, pertanto sono necessarie macchine per la formatura di un tonnellaggio elevato-;
(2) Lo snervamento e la resistenza alla trazione dei fogli di lega di titanio sono molto vicini a temperatura ambiente, lasciando un piccolo intervallo di deformazione plastica, che può portare al cedimento se la deformazione è leggermente eccessiva durante l'imbutitura profonda;
(3) I fogli di lega di titanio hanno un basso modulo elastico, generalmente circa la metà di quello dell'acciaio, con conseguente significativo ritorno elastico dopo la formatura;
(4) L'allungamento uniforme dei fogli di lega di titanio è basso, quindi la deformazione prima dell'instabilità durante lo stiramento è piccola e anche la riduzione dell'area è bassa, rendendo difficili le crepe e l'imbutitura profonda;
(5) I fogli di lega di titanio sono soggetti a raggrinzimenti o addirittura a fessurazioni sotto stress, il che rappresenta una sfida importante nella formatura;
(6) La lega di titanio ha un'elevata durezza, circa il doppio di quella dell'acciaio, e richiede maggiori requisiti per i materiali dello stampo utilizzati per la formatura;
(7) I fogli di lega di titanio sono sensibili a intagli e difetti, il che complica anche il processo di imbutitura profonda.

Parametri del materiale

I parametri del materiale dei fogli sottili in lega di titanio Gr.1 sono mostrati nella Tabella 1. Il modulo elastico, il carico di snervamento, la resistenza alla trazione, l'allungamento e il rapporto di deformazione plastica sono tutti valori medi.

Tabella 1 Parametri del modello di materiale in lamiera di lega di titanio Gr.1

Densità del materiale	4,51 g/cm³
Rapporto di Poisson	0.34
Modulo elastico	92333MPa
Forza di snervamento	266MPa
Resistenza alla trazione	287MPa
Allungamento	39%
Rapporto di deformazione plastica	2.96

Tabella 2 Oligoelementi e contenuto in Gr.1

Frazione di massa(%)	Fe	C	N	H	O	Altri
Gr.1	Inferiore o uguale a 0,25	Inferiore o uguale a 0,1	Inferiore o uguale a 0,03	Inferiore o uguale a 0,015	Inferiore o uguale a 0,2	Inferiore o uguale a 0,1

Applicazione

Attualmente, il principale metodo di lavorazione per i prodotti in titanio sul mercato è ancora l'imbutitura profonda. Si basa su presse e stampi per applicare pressione sui fogli di lega di titanio da formare, provocando la deformazione plastica dei fogli di lega di titanio per ottenere componenti imbutiti profondi. Questi sono ampiamente utilizzati nella produzione industriale. Come mostrato nella Figura 1, illustra l'applicazione di prodotti in lega di titanio imbutiti-. Rispetto ad altri metodi di lavorazione, le parti prodotte mediante imbutitura profonda hanno una qualità stabile. L'imbutitura profonda può elaborare parti con pareti sottili-, presenta un elevato utilizzo di materiale per lo stampaggio, un'elevata efficienza e, inoltre, gli stampi hanno una lunga durata, il che riduce i costi di produzione per le aziende.