超塑成型(SPF)是一種高級的成型技術(shù)，用于制造復(fù)雜近凈形并擁有各向同性的機(jī)械性能和優(yōu)秀表面的器件。“超塑”這個(gè)詞指的是某種晶態(tài)材料在特定條件下進(jìn)行極限形變的能力。在正確的溫度下，通常在接近材料的融點(diǎn)和應(yīng)變速率時(shí)， 材料可以延展遠(yuǎn)超其典型斷裂點(diǎn)高至它常規(guī)尺寸的200-1000%。其中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是材料在其超塑狀態(tài)下傾向于抵抗頸縮，一種局部減薄會(huì)導(dǎo)致拉伸失效。氣壓法是更受歡迎的一種在部件表面均壓的方式，可進(jìn)一步幫助均勻形變。

許多種鈦，鋁和鎳基合金，以及一些不銹鋼，展現(xiàn)出超塑性，是超塑成型工藝的主要選手。例如許多鋁合金，在470–520°C (878–968°F)的廣闊溫度范圍和大約350—1500 kPa超寬壓力范圍內(nèi)可以超塑形變。這使得鋁板能夠加熱并拉伸到與復(fù)雜模具形狀的密切接觸中，從而開發(fā)各種近凈形狀產(chǎn)品，如電子外殼、汽車車身面板、車輛和中轉(zhuǎn)裝置等。

工藝技術(shù)的進(jìn)步使吞吐量更快，使得汽車零部件等大批量應(yīng)用更具成本競爭力。 這些工藝稱為快速塑料成形 （QPF） 或高速吹塑 （HSBF），均基于超塑料成型原理。

超塑成形的挑戰(zhàn)

超塑成型的難點(diǎn)之一是中間材料與模具之間存在接觸摩擦，從而產(chǎn)生不良的表面缺陷。當(dāng)鋁被加熱到超塑性狀態(tài)并受到壓縮力影響時(shí)，特別容易受到被稱為”起毛”的磨損現(xiàn)象的影響。

“起毛”是由黏力和摩擦力同事作用下引起的一種不均勻分布的粗糙表面。在壓力環(huán)境下當(dāng)超塑性鋁接觸到模具表面，兩個(gè)表面有可能粘附在一起。這使得金屬延展時(shí)流向差異。材料沉積在模具上并且呈現(xiàn)刮擦或者凹痕的表面，表現(xiàn)出“起毛”的狀態(tài)。

這個(gè)問題的解決方案是利用高溫潤滑劑來抑制金屬表面間的摩擦。

氮化硼潤滑劑和超塑成型脫模劑

氮化硼(BN)是一種擁有高度潤滑作用，無磨耗特性和30—300 W/mK高導(dǎo)熱性的出色耐火材料。這些不同特性的組合使得BN成為了一種高溫金屬成型用理想的潤滑材料和脫模劑。

氮化硼涂料已經(jīng)在大氣壓超塑成型的應(yīng)用中成功使用，可以使用在高達(dá)800°C (1472°F)的溫度下。這遠(yuǎn)超鋁材料的延展溫度，并且可以有效減少“起毛”，在超速成型的整個(gè)過程中維持材料的優(yōu)質(zhì)表面。

來自于圣戈班氮化硼事業(yè)部的超塑成型解決方案

圣戈班氮化硼是基于氮化硼粉末和中間產(chǎn)品的材料供應(yīng)商。我們的Combat? 氮化硼涂料是對應(yīng)受磨損摩擦現(xiàn)象干擾超塑成型工藝的表面質(zhì)量和組件厚度的理想解決方案。它在高達(dá)850°C (1562°C)溫度下不會(huì)氧化，是簡易化去除固化金屬提升良率的優(yōu)秀潤滑劑。

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